DE102013212566A1

DE102013212566A1 - Kompakter elektrohydraulischer Antrieb

Info

Publication number: DE102013212566A1
Application number: DE102013212566.6A
Authority: DE
Inventors: Fank Nagel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Hydraulikantrieb, mit einem Antriebstrang mit zumindest einem Elektromotor, der in Antriebsverbindung mit zumindest einer Hydraulikpumpe steht, über die ein Hydraulikmotor mit Drucköl zu versorgen ist, wobei der Hydraulikmotor eine Ausgangswelle hat, über die das Ausgangsmoment des Hydraulikantriebs an einen Abtrieb zu übertragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor, die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor als Komponenten eines Kompaktantriebsverbunds ausgebildet sind, die unter Betriebsbedingungen mechanisch steif lösbar oder unlösbar in der Reihenfolge Elektromotor, Hydraulikpumpe, Hydraulikmotor untereinander zu dem Kompaktantrieb verbunden sind, und zwar jeweils mit oder ohne weitere, dazwischen, davor und/oder dahinter geschaltete oder angefügte, weitere Komponenten, wobei die Achsen von Elektromotor, Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor im Kompaktverbund parallel oder kollinear angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Solche Antriebe sind aufwendig im Hinblick auf elektrische und hydraulische Verbindungen, Geometrieanforderungen, Platzbeanspruchung, Gewicht und Material.
Der Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, einen Antrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiter zu entwickeln, dass er einfacher aufgebaut und/oder weniger komplex und aufwendig ist.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass der Elektromotor, die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor als Komponenten eines Kompaktantriebsverbunds ausgebildet sind, die unter Betriebsbedingungen mechanisch steif lösbar oder unlösbar in der Reihenfolge Elektromotor, Hydraulikpumpe, Hydraulikmotor untereinander zu dem Kompaktantrieb verbunden sind, und zwar jeweils mit oder ohne weitere, dazwischen, davor und/oder dahinter geschaltete oder angefügte, weitere Komponenten, wobei die Achsen von Elektromotor, Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor im Kompaktverbund parallel oder kollinear angeordnet sind. Dadurch sind alle Verbindungen, elektrisch und hydraulisch, kürzer direkter. Der Aufbau wird vereinfacht und durch die kompakte Anordnung sinkt der Raumbedarf.
Der Kompaktantrieb kann direkt an eine Applikationsmaschine drehmomentübertragend angeflanscht werden.
Als weitere Komponente können eine oder mehrere oder alle der folgenden Komponenten vorhanden sein:

– Verbindungsblock mit Hydraulikverbindungen, insbesondere zwischen Hydraulikmotor und Hydraulikpumpe
– Getriebe, insbesondere einstufiges Getriebe, insbesondere zwischen der Hydraulikpumpe und dem Elektromotor
– Hydraulischer Öltank
– Kühlgerät
– Frequenzumrichter
– Elektrische oder elektrohydraulische Steuerung.

Der Kompaktantriebsverbund kann als Einheit autark sein, d.h. insbesondere freitragend beweglich und als Einheit transportabel und montierbar.
Die Komponenten sowie deren Verbindungen untereinander sind, insbesondere hinsichtlich deren Steifigkeit, Traglast und Querlast, sowie unter Berücksichtigung eine Ausgangswelle des Kompaktantriebsverbundes für ein Ausgangsdrehmoment von 100.000 (einhunderttausend) bis 2.000.000 (zwei Millionen) Nm ausgelegt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in der beigefügten Figur im folgenden näher erläutert.
Der Elektromotor 5, die Hydraulikpumpe 3 und der Hydraulikmotor 1 sind als Komponenten eines Kompaktantriebsverbunds ausgebildet, die unter Betriebsbedingungen mechanisch steif in der Reihenfolge Elektromotor 5, Hydraulikpumpe 3, Hydraulikmotor 1 untereinander zu dem Kompaktantrieb verbunden sind, und zwar im Ausführungsbeispiel mit dazwischen geschalteten und angefügten, weitere Komponenten. Die Achsen von Elektromotor 5, Hydraulikpumpe 3 und Hydraulikmotor 1 sind im Kompaktverbund etwa kollinear angeordnet. Der Hydraulikmotor 1 ist ein Radialkolbenmotor, die Hydraulikpumpe 3 eine Radialkolbenpumpe. Es können jeweils auch Axialkolbenmotor und/oder Axialkolbenpumpe(n) vorgesehen sein.
Die Einhüllende der Komponenten Elektromotor 5, Hydraulikpumpe 3, Hydraulikmotor 1, Getriebe 4, hydraulischer Öltank 6 und Kühlgerät 7 entsprechen praktisch der Einhüllenden des Komüpaktantriebsverbundes.
Im Ausführungsbeispiel ist zwischen den Hydraulikmotor 1 und die Hydraulikpumpe 3 ein Verbindungsblock 2 geschaltet. Dieser ist nach Art eines Ventilblocks mit hydraulischer Verschaltung und insbesondere – hier nicht gezeigten – integrierten Hydraulikkomponenten, wie z.B. Hydraulikventilen, ausgestattet. Zwischen die Hydraulikpumpe 3 und den Elektromotor 5 ist ein Getriebe 4 geschaltet. Dies kann ein einstufiges oder zweistufiges Getriebe und bevorzugt ein einstufiges Planetengetriebe sein. Anschließend an den Elektromotor 5 ist ein Öltank angeordnet, woran sich als axialer Abschluss des Kompaktantriebsverbundes ein Kühler 7 anschließt. Der Kühler 7 kann durch entsprechende Strömungsgeometrien den Öltank 6 und/oder den Elektromotor 5 und/oder die Hydraulikpumpe 3 und/oder den Hydraulikmotor 1 kühlen.
Der Elektromotor (E-Motor) 5 ist mit Netz (Starter Unit) verbunden. Die Drehzahl des E-Motors 5 wird mittels Frequenzumrichters geregelt (ausserhalb dieser Figur).
Der E-Motor 5 ist über ein 1-stufiges Planetengetriebe 4 (welches die E-Motor Drehzahl reduziert/erhöht und insbesondere dem Nenndrehzahlbereich der Radialkolbenpumpe 3 anpasst) mit der Radialkolbenpumpe 3 verbunden. Der E-Motor 5 treibt so die Radialkolbenpumpe 3 an.
Die Radialkolbenpumpe fördert das Hydraulikfluid durch den Verbindungsblock 2 an den Radialkolbenmotor 1. Der Radialkolbenmotor 1 erzeugt so ein Abtriebsmoment wie in der Figur bei 10 angedeutet.
Das Hydraulikfluid fließt von der Niederdruckseite des Hydraulikmotors 1, über den Verbindungsblock 2 und externe Verrohrung 8, 9 durch den Kühler 7 wieder zurück in den Hydrauliktank 6.
Das Hydraulikfluid wird ebenfalls zur Kühlung des E-Motors 5 verwendet.

Claims

Hydraulikantrieb, mit einem Antriebstrang mit zumindest einem Elektromotor, der in Antriebsverbindung mit zumindest einer Hydraulikpumpe steht, über die ein Hydraulikmotor mit Drucköl zu versorgen ist, wobei der Hydraulikmotor eine Ausgangswelle hat, über die das Ausgangsmoment des Hydraulikantriebs an einen Abtrieb zu übertragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor, die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor als Komponenten eines Kompaktantriebsverbunds ausgebildet sind, die unter Betriebsbedingungen mechanisch steif lösbar oder unlösbar in der Reihenfolge Elektromotor, Hydraulikpumpe, Hydraulikmotor untereinander zu dem Kompaktantrieb verbunden sind, und zwar jeweils mit oder ohne weitere, dazwischen, davor und/oder dahinter geschaltete oder angefügte, weitere Komponenten, wobei die Achsen von Elektromotor, Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor im Kompaktverbund parallel oder kollinear angeordnet sind.
Hydraulikantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Hydraulikantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompaktantrieb direkt an eine Applikationsmaschine drehmomentübertragend anzuflanschen ist.
Hydraulikantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Komponente eine oder mehrere oder alle der folgenden Komponenten vorhanden ist/sind: – Verbindungsblock mit Hydraulikverbindungen, insbesondere zwischen Hydraulikmotor und Hydraulikpumpe – Getriebe, insbesondere einstufiges Getriebe, insbesondere zwischen der Hydraulikpumpe und dem Elektromotor – Hydraulischer Öltank – Kühlgerät – Frequenzumrichter – Elektrische oder elektrohydraulische Steuerung.
Hydraulikantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompaktantriebsverbund als Einheit autark ist.
Hydraulikantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhüllende der Komponenten Elektromotor und/oder Hydraulikpumpe und/oder Hydraulikmotor und/oder Getriebe und/oder hydraulischer Öltank und/oder Kühlgerät praktisch der Einhüllenden des Kompaktantriebsverbundes entsprechenund insbesondere um weniger als 10%, weiter insbesondere um weniger als 5% voneinander abweichen.
Hydraulikantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten sowie deren Verbindungen untereinander, insbesondere hinsichtlich deren Steifigkeit, Traglast und Querlast, sowie dass eine Ausgangswelle des Kompaktantriebsverbundes für ein Ausgangsdrehmoment von 100.000 (einhunderttausend) bis 2.000.000 (zwei Millionen) Nm ausgelegt sind.