DE10063167A1 - Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik - Google Patents

Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse (1) und die Arbeitshydraulik mindestens einen Elektromotor (13) und mindestens eine davon angetriebene Pumpe (14) aufweist. Um den Bauaufwand und den Platzbedarf der Antriebseinrichtung zu verringern, sind erfindungsgemäß der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) in die Antriebsachse (1) integriert oder unmittelbar an der Antriebsachse (1) angeordnet. Die Antriebsachse (1) weist in einer Ausgestaltung zwei Fahrmotoren (7, 8) auf, die sich an den Enden der Antriebsachse (1) befinden. Der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) sind axial zwischen den Fahrmotoren (7, 8) angeordnet. Die Fahrmotoren (7, 8) können als Elektromotoren ausgebildet sein, insbesondere als elektrische Scheibenläufermotoren. Jedem Fahrmotor (7, 8) kann ein Untersetzungsgetriebe (11, 12) nachgeschaltet sein, das bevorzugt als Planetengetriebe ausgebildet ist. Die Antriebsachse (1) weist ein zur Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen (16) vorgesehenes, im wesentlichen allseits geschlossenes Achsgehäuse (15) auf, innerhalb dessen der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) der Arbeitshydraulik angeordnet sind. Der Pumpe (14) der Arbeitshydraulik ist eine Ventilsteuereinrichtung (17) nachgeschaltet, die in die Antriebsachse (1) integriert oder an der Außenseite des Achsgehäuses (15) im Bereich der Pumpe (14) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse und die Arbeitshydraulik mindestens einen Elektromotor und mindestens eine davon angetriebene Pumpe aufweist.
Unter dem Begriff "Arbeitsmaschinen" werden im folgenden alle Maschinen verstan­ den, die neben einem Hauptverbraucher, der elektrisch oder hydraulisch angetrieben werden kann, noch mindestens einen weiteren Verbraucher hydraulisch antreiben müssen.
Gattungsgemäße Antriebseinrichtungen finden z. B. in batterie-elektrisch betriebenen Flurförderzeugen Verwendung. Der Begriff "Arbeitshydraulik" betrifft hierbei nicht nur die in Arbeitsmaschinen vorhandenen Verbraucher hydraulischer Energie, deren Funktion nach außen sichtbar ist, wie z. B. die Hubzylinder und Neigezylinder eines Gabelstaplers, sondern auch fahrzeuginterne hydraulische Verbraucher, die gewisser­ maßen im Verborgenen arbeiten, beispielsweise eine hydraulische Lenkung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Bauaufwand und den Platzbedarf der eingangs genannten Antriebseinrichtungen zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor und/oder die Pumpe der Arbeitshydraulik in die Antriebsachse integriert oder unmittelbar an der Antriebsachse angeordnet sind.
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, die bisher räumlich von­ einander getrennten Hauptkomponenten des Fahrantriebs und der Arbeitshydraulik zu einer Baueinheit zusammenzufassen. Dadurch werden deutliche Vorteile erzielt: So wird in der Arbeitsmaschine durch die räumliche Verlagerung des Elektromotors und /oder der Pumpe der Arbeitshydraulik in die Antriebsachse des Fahrantriebs oder un­ mittelbar an die Antriebsachse Platz gewonnen. In batterie-elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen kann dieser frei werdende Platz zum Beispiel unter anderem für eine Vergrößerung des Batterievolumens genutzt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, dass bestimmte Komponenten der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sowohl für den Fahrantrieb als auch für die Arbeitshydraulik ge­ nutzt werden. So benötigt der Elektromotor kein eigenes Gehäuse mehr, wenn dafür das Gehäuse der Antriebsachse mitgenutzt wird. Dies verringert den Fertigungs- und Montageaufwand drastisch und führt zu reduzierten Herstellkosten.
Erfindungsgemäß ergibt sich die Möglichkeit, entweder den Elektromotor zusammen mit der Pumpe in die Antriebsachse zu integrieren oder beide unmittelbar an der Antriebsachse anzuordnen. Ferner ist es möglich, nur den Elektromotor oder nur die Pumpe in die Antriebsachse zu integrieren und die jeweils andere Komponente außer­ halb anzuordnen, jedoch unmittelbar an der Antriebsachse.
Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, mehrere Pumpen, die der Arbeitshydraulik zugeordnet sind, und ggf. mehrere, zu deren Antrieb vorgesehene Elektromotoren in die Antriebsachse zu integrieren oder unmittelbar an der Antriebs­ achse anzuordnen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebsachse zwei Fahrmotoren auf. Dadurch wird ein Einzelradantrieb realisiert. Ein Differentialgetriebe zum Ausgleich unterschiedlicher Raddrehzahlen bei Kurvenfahrten ist daher nicht erforderlich. Der Einzelradantrieb ist für Kurvenfahrt bevorzugt steuerbar.
Eine gute Raumausnutzung ergibt sich bei der oben beschriebenen Bauweise mit zwei Fahrmotoren dann, wenn die Fahrmotoren an den Enden der Antriebsachse und der Elektromotor und/oder die Pumpe axial zwischen den Fahrmotoren angeordnet sind.
Sofern in Ausgestaltung der Erfindung die Fahrmotoren als Elektromotoren ausgebildet sind (Fig. 1), stellt die Antriebseinrichtung im Prinzip eine Elektro-Achse dar, die nicht nur Hauptbestandteil eines Fahrantriebs ist, sondern erfindungsgemäß auch wesent­ licher Bestandteil einer Arbeitshydraulik.
Dabei sind die Fahrmotoren gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als elektrische Scheibenläufermotoren ausgebildet. Dadurch wird der Platzbedarf der elektrischen Fahrmotoren insbesondere in axialer Richtung minimiert und Platz für die Unterbringung der Aggregate der Arbeitshydraulik geschaffen.
Eine andere, nicht minder günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fahrmotoren als Hydromotoren, insbesondere als Hydromotoren mit Sekundärrege­ lung ausgebildet sind. Die Hydromotoren können entweder von einer separaten Fahrpumpe (Fig. 2) oder von der Pumpe der Arbeitshydraulik (Fig. 3) gespeist werden. Die separate Fahrpumpe kann von einem eigenen Elektromotor oder vom Elektromotor der Arbeitshydraulik angetrieben werden.
Für den Fall des Antriebs der Hydromotoren und der Arbeitshydraulik durch eine ge­ meinsamen Pumpe genügt es dabei in Weiterbildung der Erfindung, dass die installier­ te Fördermenge der Pumpe im wesentlichen auf den Mengenbedarf der Arbeits­ hydraulik ausgelegt ist. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass in der Praxis nicht schnell gefahren und gleichzeitig die Arbeitshydraulik mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit betrieben wird. In der Regel bleibt die Arbeitshydraulik bei hoher Fahrgeschwindigkeit unbetätigt, während bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitshydraulik nicht ge­ fahren wird oder die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist. Das durch die Pumpe geförderte Öl wird also in der Regel annähernd vollständig der Arbeitshydraulik oder dem Fahr­ antrieb zugeführt. Obwohl die Ölmenge der Pumpe im wesentlichen auf den Bedarf der Arbeitshydraulik ausgelegt und daher insgesamt nicht sehr groß ist, wird durch die Sekundärregelung der Fahrmotoren eine ausreichende Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine erzielt.
Durch eine erfindungsgemäß dimensionierte Pumpe wird der Wirkungsgrad der Arbeitsmaschine optimiert. Die Verlustleistung des Antriebs wird daher erheblich ver­ ringert. Darüber hinaus können die Rohrleitungen, Armaturen und Schläuche kleiner dimensioniert werden. Schließlich wird auch der Geräuschpegel der hydraulischen Anlage reduziert.
Um in Grenzbereichen Überschneidungen zwischen Fahrbewegungen und Arbeits­ bewegungen zu ermöglichen, weist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung die installierte Fördermenge der Pumpe in Bezug auf den maximalen Mengen­ bedarf der Arbeitshydraulik einen Überschuss auf. Diese Maßnahme ermöglicht es, z. B. bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitshydraulik die Arbeitsmaschine noch mit geringer Fahrgeschwindigkeit (z. B. Rangieren) bewegen zu können, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitshydraulik zuvor zu reduzieren. Umgekehrt kann bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Arbeitshydraulik noch mit geringer Arbeitsgeschwindig­ keit betrieben werden, ohne die Fahrgeschwindigkeit zuvor herabsetzen zu müssen. Der Überschuss kann auch für den Betrieb einer Zusatzhydraulik verwendet werden.
Es erweist sich insbesondere bei Verwendung von elektrischen Fahrmotoren als günstig, wenn jedem Fahrmotor ein Untersetzungsgetriebe nachgeschaltet ist. Dadurch können schnell laufende Fahrmotoren verwendet werden, deren Drehzahl durch die Untersetzungsgetriebe herabgesetzt wird, wodurch sich gleichzeitig das auf die Räder der Antriebsachse übertragene Antriebsmoment erhöht. Die Fahrmotoren können daher sehr klein dimensioniert werden. Besonders platzsparend ist es, wenn die Unter­ setzungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet sind.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebsachse einen einzigen Fahrmotor auf (Fig. 4). Der Fahrmotor wirkt bevorzugt mit einem nach­ geschalteten Differentialgetriebe zusammen und treibt beide Räder an, ggf. über ein Untersetzungsgetriebe. Der einzelne Fahrmotor (hydraulisch oder elektrisch) kann zusammen mit dem Elektromotor der Arbeitshydraulik und/oder der Pumpe der Arbeitshydraulik in die Antriebsachse integriert sein. Dabei ist dann der Elektromotor und ggf. die Pumpe der Arbeitshydraulik - bevorzugt koaxial - von einer Abtriebswelle des Differentialgetriebes durchsetzt.
Es ist ferner möglich, dass der Elektromotor der Arbeitshydraulik auch als elektrischer Fahrmotor des Fahrantriebs vorgesehen ist. Damit weist die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung nur einen einzigen Elektromotor auf, mit dem sowohl der Fahr­ antrieb als auch die Arbeitshydraulik angetrieben wird. Hierbei erfolgt über geeignete Steuerungseinrichtungen eine Leistungsverzweigung zwischen Fahrantrieb und Arbeitshydraulik und somit eine beliebige Aufteilung des Leistungsflusses.
Zweckmäßigerweise weist die Antriebsachse ein zur Verbindung mit einem Fahrzeug­ rahmen vorgesehenes, im wesentlichen allseits geschlossenes Achsgehäuse auf, innerhalb dessen der Elektromotor und/oder die Pumpe der Arbeitshydraulik angeord­ net sind. Sind sowohl der Elektromotor als auch die Pumpe in die Antriebsachse inte­ griert, so sind diese bevorzugt koaxial angeordnet.
Die Montage und Demontage der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in das Achsgehäuse und der Einbau der Antriebsachse in die Arbeitsmaschine wird dadurch erleichtert, dass das Achsgehäuse einen Gehäuse- Mittelabschnitt und zwei lösbar daran befestigte Gehäuse-Endabschnitte aufweist. Hierbei sind der Elektromotor und/oder die Pumpe der Arbeitshydraulik mit Vorteil im Gehäuse-Mittelabschnitt angeordnet, in dem auch die Fahrmotoren angeordnet sein können. Die Untersetzungsgetriebe sind zweckmäßigerweise in den Gehäuse- Endabschnitten angeordnet.
Besonders günstig ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der im eingebauten Zustand der Antriebsachse zumindest ein Gehäuse-Endabschnitt ohne Ausbau der Antriebsachse aus dem Fahrzeugrahmen vom Gehäuse-Mittelabschnitt entfernbar ist, wobei das Innere des Gehäuse-Mittelabschnitts nach Entfernen des Gehäuse-End­ abschnitts zugänglich ist. Dadurch können Wartungs- oder Reparaturarbeiten an den Komponenten des Fahrantriebs und den in die Antriebsachse integrierten Kompo­ nenten der Arbeitshydraulik bei eingebauter Antriebsachse erfolgen.
Der Elektromotor der Arbeitshydraulik und ggf. der(die) als Elektromotor(en) ausge­ bildete(n) Fahrmotor(en) des Fahrantriebs ist/sind gemäß einer Ausgestaltung der Er­ findung mit Vorteil ölgekühlt und steht/stehen mit dem Ölkreislauf der Arbeitshydraulik in Verbindung. Dadurch entfällt der für eine Luftkühlung erforderliche Ventilator des Elektromotors und es kann auch bei kleinen Drehzahlen des Elektromotors Wärme­ energie in ausreichender Menge abgeführt werden. Eine Ölkühlung lässt sich auf ein­ fache Weise realisieren, da die Pumpe der Arbeitshydraulik unmittelbar benachbart zum Elektromotor angeordnet ist. Ein ölgekühlter Elektromotor kann im Durchmesser sehr klein gebaut werden. Dadurch kann auch der Durchmesser der Antriebsachse in diesem Bereich minimiert werden. Es kann daher eine größtmögliche Bodenfreiheit - eines mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ausgestatteten Arbeitsmaschine erzielt werden. Bei Verwendung in einem Gabelstapler ist es ferner möglich, das soge­ nannte Vorbaumaß, also den Abstand zwischen dem Hubgerüst und der Kippachse, die in der Regel durch die Antriebsachse verläuft, zu verringern.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist an der Außenseite des Achsgehäuses eine Steuerung zumindest eines Elektromotors befestigt, nämlich die Steuerung für den Elektromotor der Arbeitshydraulik und ggf. für den/die elektrischen Fahrmotor(en). Dadurch können einerseits die elektrischen Leitungen zwischen der Steuerung und dem Elektromotor kurz gehalten werden, andererseits kann die Steuerung, die sich im Betrieb erwärmt, Wärmeenergie an das Achsgehäuse abgeben.
Eine Verbesserung der Wärmeabfuhr ergibt sich dann, wenn die Steuerung ölgekühlt ist. Dabei kann die Ölkühlung des Elektromotors mitbenutzt werden, um Wärme aus dem Elektromotor und dem wärmeleitenden Achsgehäuse abzuführen.
Sofem der Pumpe der Arbeitshydraulik eine Ventilsteuereinrichtung nachgeschaltet ist, die in die Antriebsachse integriert oder an der Außenseite des Achsgehäuses im Bereich der Pumpe befestigt ist, ergeben sich kurze Verbindungswege zwischen der Ventilsteuereinrichtung und der Pumpe.
Ein an die Arbeitshydraulik angeschlossener Ölbehälter, der in die Antriebsachse integriert oder unmittelbar benachbart zur Antriebsachse angeordnet ist, ermöglicht einen kurzen Ansaugweg zur Pumpe.
Mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung müssen nur wenige elektrische und hydraulische Leitungen verbunden werden, um die Energieversorgung des Elektro­ motors sicherzustellen und die Arbeitshydraulik mit unter Druck stehendem Öl be­ aufschlagen zu können.
Die Vorteile der Erfindung kommen vor allem dann zur Geltung, wenn die Arbeits­ maschine als batterie-elektrisch oder brennstoffzellen-elektrisch betriebenes Flur­ förderzeug, insbesondere Gabelstapler, ausgebildet ist. Hierbei sind die Hubhydraulik und ggf. weitere Verbraucher an die Pumpe(n) angeschlossen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schemati­ schen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer als batterie-elektrischer Gabelstapler ausgebildeten Arbeitsmaschine, in der die Antriebsachse im Längs­ schnitt und im Querschnitt gezeigt ist, wobei die Antriebsachse einen Elektromotor für die Arbeitshydraulik und zwei elektrische Fahrmotoren aufweist,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1, wobei die Antriebsachse zwei hydraulische Fahrmotoren aufweist, die an eine separate Fahrpumpe angeschlossen sind,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1, wobei die Antriebsachse zwei hydraulische Fahrmotoren aufweist, die an die Pumpe der Arbeits­ hydraulik angeschlossen sind, und
Fig. 4 einen Längschnitt durch eine Antriebsachse der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine, die neben dem Elektromotor der Arbeitshydraulik einen elektrischen Fahrmotor und ein nachgeschaltetes Differential­ getriebe aufweist.
Die Arbeitsmaschine weist einen Fahrantrieb und eine Arbeitshydraulik auf. Der Fahr­ antrieb umfasst eine vordere Antriebsachse 1, während zur Arbeitshydraulik die Hub­ zylinder 2 und 3 eines vor der Antriebsachse 1 angeordneten Hubgerüstes 4 zählen (und die in der Figur nicht dargestellten Neigezylinder sowie ggf. weitere Verbraucher hydraulischer Energie, z. B. eine hydraulische Lenkung).
Zwischen der Antriebsachse 1 und einer hinteren Lenkachse 5 befindet sich ein Batterieblock 6 als Energiespeicher. Ggf. kann auch eine Brennstoffzeile zum Einsatz kommen.
Die Antriebsachse 1 weist in den Endbereichen jeweils einen Fahrmotor 7 bzw. 8 auf, der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als Elektromotor in Scheibenläuferbauweise ausgeführt ist und ein Vorderrad antreibt (ggf. auch Tandemrad). Innerhalb des Fahr­ motors 7 bzw. 8 ist eine Bremse 9 bzw. 10 vorgesehen. Ferner ist dem Fahrmotor 7 bzw. 8 ein Untersetzungsgetriebe 11 bzw. 12 nachgeschaltet, das als Planetengetriebe ausgebildet sein kann.
In die Antriebsachse 1 sind ein Elektromotor 13 und eine davon angetriebene Pumpe 14 integriert, die zum Antrieb der Arbeitshydraulik, also im vorliegenden Ausführungs­ beispiel zumindest der Hubzylinder 2 und 3 vorgesehen sind. Es ist auch eine Anord­ nung möglich, bei der von den genannten Antriebskomponenten der Arbeitshydraulik nur der Elektromotor 13 in die Antriebsachse 1 integriert ist, während sich die Pumpe 14 außerhalb der Antriebsachse 1 befindet und z. B. rechtwinklig zur Drehachse des Elektromotors 13 angeordnet ist. Die Pumpe 14 kann dabei beispielsweise durch einen Kegeltrieb mit dem Elektromotor 13 verbunden sein. Ferner ist es möglich, beide Kom­ ponenten der Arbeitshydraulik, also den Elektromotor 13 und die Pumpe 14, außerhalb - der Antriebsachse 1, jedoch unmittelbar daran anzuordnen, z. B. an die Antriebsachse 1 anzuflanschen oder auf andere geeignete Weise mit der Antriebsachse 1 zu verbin­ den und zu einer platzsparenden Baueinheit zusammenzufassen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich der Elektromotor 13 und die Pumpe 14 der Arbeitshydraulik zusammen mit den beiden Fahrmotoren 7 und 8 in einem Gehäuse-Mittelabschnitt 15a eines allseits geschlossenen Achsgehäuses 15 der Antriebsachse 1, die mit einem Fahrzeugrahmen 16 unmittelbar oder mittelbar über elastische Zwischenelemente verbunden ist. Beiderseits des Gehäuse-Mittelabschnitts 15a sind Gehäuse-Endabschnitte 15b und 15c angeordnet, die lösbar am Gehäuse- Mittelabschnitt 15a befestigt sind und in denen die Untersetzungsgetriebe 11 und 12 angeordnet sind. Die Gehäuse-Endabschnitte 15b und 15c bilden gewissermaßen jeweils einen Radkopf, der in eine Felge des Vorderrades hineinragt.
Diese Konstruktion ermöglicht es, nach Entfernen eines oder beider Gehäuse-End­ abschnitte 15b, 15c sowohl an den innerhalb der Gehäuse-Endabschnitte 15b, 15c angeordneten Bauteilen des Fahrantriebs (Untersetzungsgetriebe 11, 12) als auch an den innerhalb des Gehäuse-Mittelabschnitts 15a angeordneten Bauteilen des Fahr­ antriebs (Fahrmotoren 7, 8; Bremsen 9, 10) und der Arbeitshydraulik (Elektromotor 13 und/oder Pumpe 14) Wartungs- und Reparaturarbeiten ausführen zu können, ohne zuvor die Antriebsachse 1 vollständig aus dem Fahrzeugrahmen 16 ausbauen zu müssen. Auch das Hubgerüst 4 muss nicht entfernt werden.
Der Elektromotor 13 ist ölgekühlt und zu diesem Zweck an den hydraulischen Kreislauf der Pumpe 14 angeschlossen, zweckmäßigerweise an die Ansaugseite der Pumpe oder an den Rücklauf. Der Elektromotor 13 benötigt daher keinen Lüfter und kann mit einem geringen Durchmesser ausgeführt werden. Ggf. können auch die elektrischen Fahrmotoren 7, 8 ölgekühlt sein. Die Pumpe 14 der Arbeitshydraulik ist im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel axial benachbart zum Elektromotor 13 angeordnet und als Konstantpumpe ausgeführt (z. B. Zahnradpumpe). Neben der bereits erwähnten Mög­ lichkeit, die Pumpe 14 außerhalb der Antriebsachse 1 anzuordnen, kann die Pumpe 14 auch innerhalb des Elektromotors 13 angeordnet werden, beispielsweise, dann, wenn weitere Pumpen angetrieben werden sollen (für die Arbeitshydraulik oder für eine Zusatzhydraulik) oder wenn die Baulänge reduziert werden soll. Es ist ferner möglich, die Pumpe 14 als Verstellpumpe auszubilden, z. B. als hydrostatische Axialkolben­ maschine in Schrägscheibenbauweise.
Eine an die Pumpe 14 angeschlossene Ventilsteuereinrichtung 17 (Ventilblock) zur Versorgung der Hubzylinder 2 und 3 sowie ggf. von Neigezylindern und weiteren Verbrauchern hydraulischer Energie ist an der Außenseite des Achsgehäuses 15 der Antriebsachse 1 im Bereich der Pumpe 14 angeordnet.
Die Drehzahl der Elektromotoren 13, 7 und 8 ist bevorzugt regelbar. Eine zu diesem Zweck vorgesehene Steuerung 18 der Elektromotoren 13, 7 und 8 ist ebenfalls an der Außenseite des Achsgehäuses 15 angebracht. Die in der Steuerung 18 entstehende Verlustwärme kann über das Achsgehäuse 15 - ggf. verstärkt durch Ölkühlung - abge­ führt werden. In diesem Fall ist auch die Steuerung 18 - indirekt - ölgekühlt.
Die Elektromotoren 13, 7 und 8 können z. B. als Drehstrommotoren ausgebildet sein. Dabei ist es auch möglich, eine Energierückgewinnung aus der Arbeitshydraulik (beim Absenken der Hubzylinder 2 und 3) und/oder aus dem Fahrantrieb (Bremsen) vorzu­ sehen, um die Zeiten zwischen den Ladevorgängen des Batterieblocks 6 zu verlän­ gern.
In Fahrtrichtung hinter der Antriebsachse 1 ist ein Ölbehälter 19 des hydraulischen Kreislaufes der Arbeitshydraulik (und ggf. des Fahrantriebs) angeordnet, der am Achs­ gehäuse 15 der Antriebsachse 1 befestigt sein kann. Dadurch ist der Ansaugweg der Pumpe 14 kurz.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die Fahrmotoren 7 und 8 hydraulisch auszuführen, und diese durch eine eigene Fahr­ pumpe 20 (siehe Fig. 2) oder durch die Pumpe 14 (siehe Fig. 3) zu versorgen (elektro-hydraulische Achse).
Im erstgenannten Fall (Fig. 2) wird die Fahrpumpe 20, die als verstellbare Axial­ kolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt sein kann, bevorzugt von dem Elektromotor 13 angetrieben, der auch die Pumpe 14 der Arbeitshydraulik antreibt. Es ergeben sich dabei zweckmäßigerweise zwei voneinander getrennte, hydraulische Kreise, so dass das maximale Druckniveau in der Arbeitshydraulik vom maximalen Druckniveau in der Fahrhydraulik abweichen kann.
Die Fahrmotoren 7 und 8, die ebenfalls als hydrostatische Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise ausführbar sind, können konstantes oder verstellbares Schluckvolumen aufweisen. Die Verbindungsleitungen zwischen der Fahrpumpe 20 und den Fahrmotoren 7 und 8 können in das Achsgehäuse 15 integriert sein. Unter­ setzungsgetriebe können entfallen, sofern die Fahrmotoren 7, 8 als Langsamläufer ausgebildet sind.
Im letztgenannten Fall (Fig. 3) ist das Fördervolumen der Pumpe 14, die dann sowohl die Arbeitshydraulik als auch den (hydrostatischen) Fahrantrieb versorgt, im wesent­ lichen auf den maximalen Mengenbedarf der Arbeitshydraulik ausgelegt. Die hydrauli­ schen Fahrmotoren 7 und 8 sind im Schluckvolumen verstellbar und weisen eine so­ genannte Sekundärregelung auf.
Im Normalfall wäre bei Verwendung des von der Pumpe 14 zur Verfügung stehenden Förderstroms für den Fahrantrieb nur eine geringe Fahrgeschwindigkeit erzielbar, die der relativ geringen maximalen Fördermenge der Pumpe 14 entspricht. Durch die Sekundärregelung der Fahrmotoren (Hydromotoren) 7 und 8 kann jedoch die von der Pumpe 14 zur Verfügung gestellte Fördermenge, die an sich nur auf den Bedarf der Arbeitshydraulik ausgelegt ist, für einen größeren Fahrgeschwindigkeitsbereich genutzt werden. Von Vorteil ist dabei, dass in der Regel für einen Gabelstapler nicht gleich­ zeitig schnell gefahren und die Arbeitshydraulik mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit betrieben wird. So bleiben die Hubzylinder 2 und 3 bei hoher Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine meist unbetätigt. Hingegen wird bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit der Hubzylinder 2 und 3 aus Sicherheitsgründen meist nicht oder nur sehr langsam ge­ fahren (Rangierbewegungen).
Ein Überschuss im Fördervolumen der Pumpe 14 gegenüber dem Bedarf der Arbeits­ hydraulik, beispielsweise 10-20%, ermöglicht es, auch im Bereich von hohen Fahr­ geschwindigkeiten die Arbeitshydraulik mit geringer Arbeitsgeschwindigkeit zu betrei­ ben, ohne die Fahrgeschwindigkeit zuvor herabsetzen zu müssen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Antriebsachse 1 für den Fahrantrieb einen einzigen elektrischen Fahrmotor 21 auf, der zusammen mit dem Elektromotor 13 der Arbeitshydraulik im Achsgehäuse 15 angeordnet ist. Der Fahrmotor 21 treibt ein nachgeschaltetes Differentialgetriebe 22, das sich im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise axial zwischen dem Fahrmotor 21 und dem Elektromotor 13 der Arbeitshydraulik befindet und als Planetenraddifferential aus­ gebildet sein kann. Die beiden an den Achsenden angeordneten Untersetzungsgetrie­ be 11 und 12 werden von Abtriebswellen 23 und 24 des Differentialgetriebes 22 ange­ trieben, wobei die Abtriebswelle 23 den Elektromotor 13 und die axial zwischen diesem und dem Untersetzungsgetriebe 11 angeordnete Pumpe 14 zentrisch durchsetzt, wäh­ rend die Abtriebswelle 24 den elektrischen Fahrmotor 21 zentrisch durchsetzt. Dies ist durch die Verwendung von Hohlwellen in den genannten Aggregaten möglich. Die Bremsen 9, 10 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich des Differential­ getriebes 22 untergebracht.

Claims (24)

1. Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse und die Arbeits­ hydraulik mindestens einen Elektromotor und mindestens eine davon angetriebene Pumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) in die Antriebsachse (1) integriert oder unmittelbar an der Antriebs­ achse (1) angeordnet sind.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs­ achse (1) zwei Fahrmotoren (7, 8) aufweist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr­ motoren (7, 8) an den Enden der Antriebsachse (1) und der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) axial zwischen den Fahrmotoren (7, 8) angeordnet sind.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrmotoren (7, 8) als Elektromotoren ausgebildet sind.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr­ motoren (7, 8) als elektrische Scheibenläufermotoren ausgebildet sind.
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrmotoren (7, 8) als Hydromotoren, insbesondere als Hydromotoren mit Sekundärregelung, ausgebildet sind.
7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die installier­ te Fördermenge der Pumpe (14) im wesentlichen auf den Mengenbedarf der Arbeitshydraulik ausgelegt ist.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hydromotoren ausgebildeten Fahrmotoren (7, 8) an die Pumpe (14) der Arbeits­ hydraulik angeschlossen sind und die installierte Fördermenge der Pumpe (14) in Bezug auf den maximalen Mengenbedarf der Arbeitshydraulik einen Überschuss aufweist.
9. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrmotor (7; 8) ein Untersetzungsgetriebe (11; 12) nachgeschaltet ist.
10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unter­ setzungsgetriebe (11; 12) als Planetengetriebe ausgebildet sind.
11. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs­ achse (1) einen einzigen Fahrmotor (21) aufweist.
12. Antriebsachse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) der Arbeitshydraulik als Fahrmotor des Fahrantriebs vorgesehen ist.
13. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse (1) ein zur Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen (16) vorgesehenes, im wesentlichen allseits geschlossenes Achsgehäuse (15) auf­ weist, innerhalb dessen der Elektromotor (13) und/oder die Pumpe (14) der Arbeitshydraulik angeordnet sind.
14. Antriebseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Achs­ gehäuse (15) einen Gehäuse-Mittelabschnitt (15a) und zwei lösbar daran befestig­ te Gehäuse-Endabschnitte (15b, 15c) aufweist.
15. Antriebseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro­ motor (13) und/oder die Pumpe (14) der Arbeitshydraulik im Gehäuse-Mittel­ abschnitt (15a) angeordnet sind.
16. Antriebseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrmotoren (7, 8) im Gehäuse-Mittelabschnitt (15a) angeordnet sind.
17. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, dass die Untersetzungsgetriebe (11, 12) in den Gehäuse-Endabschnitten (15b, 15c) angeordnet sind.
18. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, dass im eingebauten Zustand der Antriebsachse (1) zumindest ein Gehäuse- End (15b; 15c) ohne Ausbau der Antriebsachse (1) aus dem Fahrzeugrahmen (16) vom Gehäuse-Mittelabschnitt (15b) entfernbar ist, wobei das Innere des Gehäuse- Mittelabschnitts (15a) nach Entfernen des Gehäuse-Endabschnitts (15b; 15c) zu­ gänglich ist.
19. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) der Arbeitshydraulik und ggf. der(die) als Elektro­ motor(en) ausgebildete(n) Fahrmotor(en) (7 bzw. 7, 8) des Fahrantriebs ölgekühlt ist/sind und mit dem Ölkreislauf der Arbeitshydraulik in Verbindung steht/stehen.
20. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeich­ net, dass an der Außenseite des Achsgehäuses (15) eine Steuerung (18) zumin­ dest eines Elektromotors (13, 7, 8) befestigt ist.
21. Antriebseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steue­ rung (18) ölgekühlt ist.
22. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpe (14) der Arbeitshydraulik eine Ventilsteuereinrichtung (17) nachgeschaltet ist, die in die Antriebsachse (1) integriert oder an der Außenseite des Achsgehäuses (15) im Bereich der Pumpe (14) befestigt ist.
23. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die Arbeitshydraulik angeschlossener Ölbehälter (19) in die Antriebs­ achse (1) integriert oder unmittelbar benachbart zur Antriebsachse (1) angeordnet ist.
24. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine als batterie-elektrisch oder brennstoffzellen-elektrisch betriebenes Flurförderzeug, insbesondere Gabelstapler, ausgebildet ist.
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