DE102015205264A1 - Antriebseinheit für ein Flurförderzeug und Flurförderzeug - Google Patents

Antriebseinheit für ein Flurförderzeug und Flurförderzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für ein Flurförderzeug, umfassend eine erste Planetenstufe (2) und eine zweite Planetenstufe (3), wobei die erste Planetenstufe (2) erste umlaufende Zahnräder (6) und mindestens zwei erste stationäre Zahnräder (4, 5) umfasst und wobei die zweite Planetenstufe (3) zweite umlaufende Zahnräder (9) und mindestens zwei zweite stationäre Zahnräder (7, 8) umfasst. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten umlaufenden Zahnräder (6) als jeweils zwei unterschiedliche erste Schrägverzahnungen (6‘, 6“) aufweisende erste Stufenplanetenräder (6) ausgebildet sind, wobei die ersten Stufenplanetenräder (6) mittels jeweils einer der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6‘) mit einem der ersten stationären Zahnräder (4, 5) kämmen und mittels jeweils einer weiteren der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6“) mit einem weiteren der ersten stationäre Zahnräder (4, 5) kämmen, dass die zweite Getriebestufe (3) mindestens eine zweite Schrägverzahnung (7‘, 9‘, 9‘‘) aufweist, dass sich die erste und die zweite Getriebestufe (2, 3) axial aneinander abstützen und dass die zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6‘, 6“) und die mindestens eine zweite Schrägverzahnung (7‘, 9‘, 9‘‘) derart ausgebildet sind, dass sich im Betrieb der Antriebseinheit (1) von den zwei unterschiedlichen ersten und der mindestens einen zweiten Schrägverzahnung (6‘, 6“, 7‘, 9‘, 9‘‘) erzeugte Axialkräfte (27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41) gegenseitig kompensieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Flurförderzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Flurförderzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Flurförderzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
  • Im Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Antriebseinheiten für Flurförderzeuge bekannt. Diese Antriebseinheiten bestehen im Allgemeinen aus einem Getriebegehäuse mit in der Regel zwei Getriebestufen, einem oder mehreren angeflanschten Antriebsmotoren sowie einem angetriebenen Antriebsrad oder einer angetriebenen Achse. Aufgrund des in den strukturell stets kompakt ausgebildeten Flurförderzeugen nur begrenzt zur Verfügung stehenden Einbauraums unterliegen derartige Antriebseinheiten strengen Anforderungen hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen. Daher werden üblicherweise z.B. schnell drehende Elektromotoren gegenüber langsam drehenden Elektromotoren als Antriebsmotoren bevorzugt, da erstere weniger Einbauraum benötigen. Dies erfordert jedoch eine besondere Ausbildung der Antriebseinheiten hinsichtlich der Geräuschentwicklung, da die Getriebestufen durch die hohen Drehzahlen auch eine vergleichsweise hohe und als unangenehm empfundene Geräuschentwicklung aufweisen. Eine bekannte Maßnahme zum Reduzieren einer derartigen Geräuschentwicklung ist das Ausbilden der besonders schnell drehenden ersten Getriebestufe mit einer Schrägverzahnung, was zu einer vergleichsweise geringeren Geräuschentwicklung führt.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 196 04 824 A1 ein Planetengetriebe in schrägverzahnter Bauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Vermeiden von unerwünschten Geräuschanregungen bei hohen Drehzahlen. Bei dem beschriebenen Planetengetriebe werden die aufgrund der Schrägverzahnung an den Zahnrädern auftretenden Axialkräfte mithilfe von Druckringen aufgenommen und in der Antriebswelle gebunden.
  • Aus der DE 10 2010 040 738 A1 ist eine Antriebsachse für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bekannt, wobei ein Antriebsmoment von einem Antriebsmotor erzeugt wird und über eine Antriebswelle auf eine schrägverzahnte Planetenstufe mit angeschlossenen Achswellen übertragen wird. Die Antriebswelle ist über eine Welle-Nabe-Verbindung mit radialem Spiel zum Lastausgleich drehfest, jedoch axial verschiebbar mit einem Sonnenrad der Planetenstufe verbunden. Zur Abstützung der von der Schrägverzahnung hervorgerufenen Axialkräfte zwischen dem Sonnenrad und der Antriebswelle ist eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung vorgesehen, wobei die Verbindung einen oder mehrere Mitnahmekörper umfasst. Die Mitnahmekörper sind in einer Nut, welche entlang des äußeren Umfangs des der Antriebswelle zugewandten Abschnitts des Sonnenrads verläuft, und in einer jeweils zugeordneten Bohrung der Antriebswelle angeordnet. Die Mitnahmekörper stützen sich dabei abschnittsweise sowohl am Sonnenrad als auch an der Antriebswelle in axialer Richtung ab und können als Kugeln oder als Zylinder ausgebildet sein.
  • Die bekannten Antriebseinheiten und Getriebe sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass die durch die Schrägverzahnung hervorgerufenen Axialkräfte durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen abgestützt werden müssen. Diese zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen, sei es in Form von Druckringen oder Mitnahmekörpern, erzeugen jedoch nicht nur zusätzlichen Kostenaufwand, sondern auch zusätzliche mechanische Reibung. Die zusätzliche Reibung wiederum führt zu einem reduzierten Wirkungsgrad und zu erhöhtem Verschleiß der Antriebseinheit. Zudem zeigen die bekannten Antriebseinheiten und Getriebe bei hohen Eingangsdrehzahlen eine immer noch als unangenehm empfundene, hohe Geräuschentwicklung.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Antriebseinheit für ein Flurförderzeug vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Antriebseinheit für ein Flurförderzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Flurförderzeug, umfassend eine als eine erste Planetenstufe ausgebildete erste Getriebestufe und eine als eine zweite Planetenstufe ausgebildete zweite Getriebestufe, wobei die erste Planetenstufe erste umlaufende Zahnräder und mindestens zwei erste stationäre Zahnräder umfasst und wobei die zweite Planetenstufe zweite umlaufende Zahnräder und mindestens zwei zweite stationäre Zahnräder umfasst. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten umlaufenden Zahnräder als jeweils zwei unterschiedliche erste Schrägverzahnungen aufweisende erste Stufenplanetenräder ausgebildet sind, wobei die ersten Stufenplanetenräder mittels jeweils einer der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen mit einem der ersten stationären Zahnräder kämmen und mittels jeweils einer weiteren der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen mit einem weiteren der ersten stationäre Zahnräder kämmen, dass die zweite Getriebestufe mindestens eine zweite Schrägverzahnung aufweist, dass sich die erste und die zweite Getriebestufe axial aneinander abstützen und dass die zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen und die mindestens eine zweite Schrägverzahnung derart ausgebildet sind, dass sich im Betrieb der Antriebseinheit von den zwei unterschiedlichen ersten und der mindestens einen zweiten Schrägverzahnung erzeugte Axialkräfte gegenseitig kompensieren.
  • Indem sich die erste und die zweite Getriebestufe, insbesondere die Planetenräder der ersten Getriebestufe und ein stationäre Zahnrad der zweiten Getriebestufe, beispielsweise das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe, axial aneinander abstützen und die erzeugten Axialkräfte sich gegenseitig kompensieren, ergibt sich der Vorteil, dass zusätzliche konstruktive Maßnahmen, insbesondere Lagerungen, welche üblicherweise zur Aufnahme der durch die Schrägverzahnungen erzeugten Axialkräfte notwendig sind, entfallen können. Dies erlaubt es, die erfindungsgemäße Antriebseinheit vergleichsweise kostengünstiger herzustellen und einfacher zu montieren, da weniger Bauteile benötigt werden. Dies wiederum erhöht den Wirkungsgrad, verringert den Verschleiß und verlängert notwendige Wartungsintervalle.
  • Die Ausbildung der Getriebestufen als Planetenstufen, d.h. als Planetengetriebe, verbindet den Vorteil einer kompakten Bauform mit der Fähigkeit, vergleichsweise große Drehmomente zu übertragen. Zudem sind Planetenstufen bzw. Planetengetriebe vergleichsweise robust.
  • Durch die Ausbildung der ersten Planetenräder als Stufenplanetenräder ergibt sich der Vorteil, dass die Zahneingriffe der ersten Planetenräder mit den ersten stationären Zahnrädern jeweils weitgehend unabhängig voneinander hinsichtlich der Geräuschentwicklung und der Drehmomentübertragung bzw. Drehzahl optimiert werden können, da sie über unterschiedliche Zahneingriffe und in der Regel über unterschiedliche Schrägverzahnungen erfolgen. Dies erhöht die Anzahl der zur Optimierung der Momentenübertragung und Geräuschvermeidung vorhandenen Freiheitsgrade, was in Folge auch zu vergleichsweise besseren Resultaten insbesondere bei der Geräuschvermeidung führt. Gerade hinsichtlich des Geräuschverhaltens der ersten Getriebestufe ist dies von besonderem Vorteil, da die erste Getriebestufe bevorzugt diejenige Getriebestufe ist, welche unmittelbar von der schnell drehenden Antriebswelle angetrieben wird, so dass durch die vergleichsweise hohe Drehzahl potentiell auch eine vergleichsweise hohe Geräuschentwicklung entstehen kann.
  • Indem auch die zweite Getriebestufe schrägverzahnt ist, also die zweite Schrägverzahnung aufweist, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Geräuschentwicklung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit im Betrieb, insbesondere bei hohen Eingangsdrehzahlen, gegenüber bekannten Antriebseinheiten verringert ist.
  • Unter der Formulierung „gegenseitiges Kompensieren der Axialkräfte“ wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Summe der erzeugten Axialkräfte Null ist. Es werden also nicht nur die Beträge der Axialkräfte berücksichtigt, sondern auch ihre Wirkungsrichtungen.
  • Eine Voraussetzung für das gegenseitige Kompensieren aller erzeugten Axialkräfte ist es entsprechend, dass die erzeugten Axialkräfte nicht alle in die gleiche Richtung weisen, da sie sich sonst naturgemäß gegenseitig verstärken würden. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, dass eine der an den zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen oder der mindestens einen zweiten Schrägverzahnung wirkenden Axialkräfte den anderen Axialkräften, die an der anderen der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen bzw. an der mindestens einen zweiten Schrägverzahnung wirken, entgegengerichtet ist.
  • Die tatsächlich von einer Schrägverzahnung erzeugte Axialkraft lässt sich gemäß der bekannten Formel Fa = Ft·tanβ berechnen, wobei Fa für die auf die Schrägverzahnung wirkende Axialkraft bzw. für die auf das die Schrägverzahnung aufweisende Zahnrad wirkende Axialkraft steht. Ft steht für die auf die Schrägverzahnung wirkende Tangentialkraft bzw. für die auf das die Schrägverzahnung aufweisende Zahnrad wirkende Tangentialkraft und β steht für den Schrägungswinkel der Schrägverzahnung.
  • Die Tangentialkraft Ft wiederum lässt sich rechnerisch bestimmen gemäß dem bekannten Zusammenhang Ft = 2T/dw, wobei T das vom Zahnrad übertragene Moment beschreibt und dw für den Wälzkreisdurchmesser des Zahnrads steht.
  • Im Allgemeinen ist die von einer Schrägverzahnung erzeugte Axialkraft also abhängig vom Antriebsmoment, das auf die die Schrägverzahnung aufweisenden Zahnräder wirkt, vom Wälzkreisdurchmesser der die Schrägverzahnung aufweisenden Zahnräder, vom Schrägungswinkel der Schrägverzahnung sowie von der Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnung. Die axiale Richtung der von der Schrägverzahnung erzeugten Axialkraft ist außerdem davon abhängig, ob es sich bei dem die Schrägverzahnung aufweisenden Zahnrad um ein treibendes oder um ein getriebenes Zahnrad handelt. Bei einem treibenden Zahnrad ist die durch die Schrägverzahnung erzeugte Axialkraft positiv, bei einem getriebenen Zahnrad ist die erzeugte Axialkraft hingegen negativ. Erfindungsgemäß werden daher alle diese Faktoren berücksichtigt und entsprechend ausgelegt, um ein Kompensieren aller erzeugten Axialkräfte zu bewirken
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die ersten stationären Zahnräder als mindestens ein erstes Sonnenrad und/oder als mindestens ein erstes Hohlrad und die zweiten stationären Zahnräder als mindestens ein zweites Sonnenrad und/oder als mindestens ein zweites Hohlrad ausgebildet sind. Die Ausbildung der ersten stationären Zahnräder bzw. der zweiten stationären Zahnräder als Sonnenräder bzw. als Hohlräder entspricht der üblichen und bewährten Ausbildung von Planetengetrieben.
  • Unter einem Stufenplanetenrad wird erfindungsgemäß ein Planetenrad verstanden, welches längs seiner Axialrichtung mindestens zwei zueinander versetzt angeordnete Verzahnungen aufweist, wobei die mindestens zwei Verzahnungen unabhängig voneinander mit jeweils unterschiedlichen weiteren stationären Zahnrädern, beispielsweise mit einem Hohlrad und einem Sonnenrad, in Eingriff stehen können.
  • Unter dem Begriff „unterschiedliche Schrägverzahnungen“ wird erfindungsgemäß verstanden, dass es sich um verschiedene Schrägverzahnungen handelt, die sich hinsichtlich ihres Moduls, ihrer Zähnezahl, des Durchmessers ihres Wälzkreises, ihres Schrägungswinkels bzw. ihrer Schrägverzahnungsrichtung voneinander unterscheiden können. Ebenso ist es erfindungsgemäß jedoch möglich, dass der Begriff „unterschiedliche Schrägverzahnungen“ verschiedene Schrägverzahnungen bezeichnet, welche ein identisches Modul, eine identische Zähnezahl, einen identischen Durchmesser ihres Wälzkreises, einen identischen Schrägungswinkel und eine identische Schrägverzahnungsrichtung aufweisen. In letzterem Fall handelt es sich bei den unterschiedlichen Schrägverzahnungen also um identische Schrägverzahnungen, welche unterschiedlichen Verzahnungen bzw. Zahnrädern zugeordnet sind.
  • Unter einer Schrägverzahnungsrichtung wird erfindungsgemäß die Richtung des Schrägungswinkels verstanden, also ob der Schrägungswinkel ansteigend oder abfallend ist. Vom tatsächlichen Schrägungswinkel ist die Schrägverzahnungsrichtung damit nur insofern abhängig, als dass sie angibt, in welche Richtung die Schrägverzahnung von einer Geradverzahnung abweicht.
  • Die Ausbildung der ersten Planetenräder als Stufenplanetenräder führt aufgrund der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen dazu, dass die von den mindestens zwei ersten stationären Zahnrädern (z.B. einem ersten Sonnenrad und einem ersten Hohlrad) erzeugten Axialkräfte, welche auf die ersten Stufenplanetenräder wirken, in der Regel nicht betragsgleich sind. Somit wirkt in der Regel eine resultierende Axialkraft, deren Betrag ungleich Null ist, auf die ersten Stufenplanetenräder. Diese resultierende Axialkraft auf die ersten Stufenplanetenräder wird erfindungsgemäß durch die von der zweiten Schrägverzahnung bzw. Getriebestufe erzeugte Axialkraft, welche z.B. vom zweiten Sonnenrad erzeugt wird, kompensiert.
  • Erfindungsgemäß werden alle in der Antriebseinheit vorhandenen Schrägverzahnungen derart ausgebildet, dass sich im Betrieb der Antriebseinheit alle erzeugten Axialkräfte in Summe gegenseitig kompensieren. Dies erfolgt erfindungsgemäß unabhängig von der Zahl der Zahnräder mit Schrägverzahnung und der jeweiligen Ausbildungen der unterschiedlichen Schrägverzahnungen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass die zweiten umlaufenden Zahnräder als zweite Stufenplanetenräder ausgebildet sind, wobei die zweiten Stufenplanetenräder jeweils zwei unterschiedliche zweite Schrägverzahnungen aufweisen, wobei die zweiten Stufenplanetenräder mittels jeweils einer der zwei unterschiedlichen zweiten Schrägverzahnungen mit einem der zweiten stationären Zahnräder kämmen und mittels jeweils einer weiteren der zwei unterschiedlichen zweiten Schrägverzahnungen mit einem weiteren der zweiten stationären Zahnräder kämmen. Dies ermöglicht auch eine weitreichendere Optimierung der zweiten Getriebestufe hinsichtlich ihrer Geräuschentwicklung und ihrer Drehmomentübertragung bzw. Drehzahl.
  • Alternativ können die zweiten umlaufenden Zahnräder auch als gewöhnliche Planetenräder mit nur einer Stufe bzw. mit nur einer Schrägverzahnung ausgebildet sein.
  • Bevorzugt sind die ersten bzw. zweiten Stufenplanetenräder derart ausgebildet, dass die jeweils mindestens zwei Verzahnungen mittels einer Hohlwelle axial konzentrisch und starr miteinander verbunden sind.
  • Die Ausbildung der zweiten Planetenräder als Stufenplanetenräder führt aufgrund der zwei unterschiedlichen zweiten Schrägverzahnungen dazu, dass zwei Axialkräfte erzeugt werden, die nicht zwangsläufig betragsgleich sind. Somit wirkt ggf. auch auf die zweiten Stufenplanetenräder eine resultierende Axialkraft, deren Betrag ungleich Null ist.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die jeweils zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen identische Schrägverzahnungsrichtungen aufweisen bzw. dass die jeweils zwei unterschiedlichen zweiten Schrägverzahnungen identische Schrägverzahnungsrichtungen aufweisen. Dies führt dazu, dass die erzeugten Axialkräfte der jeweils zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen eine unterschiedliche Wirkrichtung aufweisen bzw. dass die erzeugten Axialkräfte der jeweils zwei unterschiedlichen zweiten Schrägverzahnungen eine unterschiedliche Wirkrichtung aufweisen, da jeweils eine Stufe der Schrägverzahnungen treibend ist während die jeweils andere Stufe der Schrägverzahnungen getrieben ist.
  • Bevorzugt umfasst die erste Getriebestufe zwei bis sechs erste Planetenräder, insbesondere drei oder vier erste Planetenräder. Ebenso bevorzugt umfasst die zweite Getriebestufe zwei bis sechs zweite Planetenräder, insbesondere drei oder vier zweite Planetenräder. Eine derartige Ausbildung der ersten bzw. zweiten Getriebestufe hat sich als besonders robust und zuverlässig erwiesen.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit weiterhin ein Getriebegehäuse, mindestens ein Antriebsrad und mindestens einen Antriebsmotor umfasst. Das Getriebegehäuse haust dabei die erste und die zweite Getriebestufe und insbesondere auch den Antriebsmotor ein, um diese einerseits vor Verschmutzung zu schützen und andererseits eine stabile Anordnung der genannten Elemente der Antriebseinheit im Inneren des Getriebegehäuses zueinander zu ermöglichen. Alternativ kann jedoch der mindestens eine Antriebsmotor auch an einer Außenseite des Getriebegehäuses angeordnet sein. Ebenso ist bevorzugt auch das mindestens eine Antriebsrad an einer Außenseite des Getriebegehäuses angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Antriebsmotor als mindestens ein Elektromotor ausgebildet. Elektromotoren sind gegenüber Verbrennungsmotoren vergleichsweise kompakt in ihrer Bauform, was die Verwendung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in einem Flurförderzeug begünstigt, da in den typischerweise strukturell sehr kompakt ausgebildeten Flurförderzeugen nur wenig Einbauraum zur Verfügung steht. Weiterhin sind Elektromotoren im Betrieb emissionsfrei, was den Betrieb eines durch die erfindungsgemäße Antriebseinheit angetriebenen Flurförderzeugs in einem Lagerraum oder einer Halle begünstigt.
  • Sofern die Antriebseinheit mehr als nur ein Antriebsrad umfasst, insbesondere zwei Antriebsräder umfasst, ist es bevorzugt, dass die Antriebsräder einer vom mindestens einen Elektromotor angetriebenen Achse zugeordnet sind. Alternativ kann jedoch auch jedes der zwei oder mehr Antriebsräder von einem eigenen, dem jeweiligen Antriebsrad zugeordneten Elektromotor angetrieben werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die ersten Stufenplanetenräder radial und axial drehfest und verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die ersten Stufenplanetenräder radial und axial auf einem ersten Planetenträger gelagert sind, welcher drehfest und verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist. Dies bedeutet also, dass die Summe der durch die zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen erzeugten Axialkräfte vom zweiten Sonnenrad aufgenommen wird. Da sämtliche Schrägverzahnungen erfindungsgemäß derart ausgebildet sind, dass sich alle im Betrieb der Antriebseinheit erzeugten Axialkräfte gegenseitig kompensieren, d.h. also, dass die Summe aller erzeugten Axialkräfte Null ergibt, können sich die ersten Stufenplanetenräder und das zweite Sonnenrad axial aneinander abstützen und sich gegenseitig im Kräftegleichgewicht halten. Somit ist es nicht notwendig, zusätzliche axiale Lagerungen für den ersten Planetenträger bzw. für das zweite Sonnenrad vorzusehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Hohlrad starr an einem Getriebegehäuse der Antriebseinheit angeordnet ist. Somit kann eine auf das erste bzw. zweite Hohlrad wirkende Axialkraft in das Gehäuse eingeleitet werden. Zudem kann oftmals die mechanische Stabilität des Gehäuses durch die Anordnung des ersten bzw. des zweiten Hohlrads an der Innenwand des Gehäuses verbessert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Getriebestufe und/oder die zweite Getriebestufe als Untersetzungsstufe ausgebildet sind. Dies begünstigt die Verwendung besonders schnelldrehender, dafür aber baulich vergleichsweise besonders kompakter Elektromotoren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit weiterhin eine Antriebswelle umfasst, wobei die Antriebswelle in radialer und in axialer Richtung abgestützt ist. Somit kann die Antriebswelle von der ersten Getriebestufe erzeugte Axialkräfte aufnehmen. Das Abstützen der Antriebswelle in radialer und in axialer Richtung erfolgt bevorzugt durch ein Loslager zum radialen Abstützen bzw. durch ein Festlager zum radialen und axialen Abstützen. Alternativ kann die Antriebswelle über ihre Anordnung am Antriebsmotor abgestützt sein.
  • Die Antriebswelle ist bevorzugt unmittelbar mit dem Antriebsmotor gekoppelt, insbesondere ist die Antriebswelle die Motorwelle eines Elektromotors. Dies ermöglicht ein einfaches Antreiben des Sonnenrads ohne weitere, zwischengeschaltete Zahnräder.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebswelle das erste Sonnenrad antreibt, wobei das erste Sonnenrad drehfest und axial verschiebefest mit der Antriebswelle verbunden ist. Indem die Antriebswelle das erste Sonnenrad antreibt, kann einerseits eine Drehzahluntersetzung erzielt werden, da die Umlaufdrehzahlen der Planetenräder bzw. die Drehzahl des Hohlrads gegenüber der Drehzahl des Sonnenrads naturgemäß reduziert sind. Indem das erste Sonnenrad weiterhin drehfest und axial verschiebefest mit der Antriebswelle verbunden ist, kann eine auf das erste Sonnenrad wirkende Axialkraft in die Antriebswelle eingeleitet werden. Eine gesonderte axiale Abstützung des ersten Sonnenrads, beispielsweise in Form eines Festlagers, ist daher nicht erforderlich.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit weiterhin eine Abtriebswelle umfasst, wobei die Abtriebswelle in radialer und in axialer Richtung abgestützt ist. Somit kann die Abtriebswelle von der zweiten Getriebestufe erzeugte Axialkräfte teilweise aufnehmen.
  • Das Abstützen der Abtriebswelle in radialer und in axialer Richtung erfolgt bevorzugt durch ein Loslager zum radialen Abstützen bzw. durch ein Festlager zum radialen und axialen Abstützen.
  • Da die Abtriebswelle weiterhin besonders bevorzugt unmittelbar mit einem Antriebsrad verbunden ist, z.B. mittels einer Flanschverbindung, muss sie somit auch Radialkräfte und Axialkräfte aufnehmen, die vom Antriebsrad auf die Abtriebswelle wirken.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zweiten Planetenräder die Abtriebswelle antreiben, d.h., dass die Abtriebswelle drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass hier eine weitere Drehzahluntersetzung erzielt wird, da der erste Planetenträger das zweite Sonnenrad antreibt und das zweite Sonnenrad wiederum die zweiten Planetenräder antreibt. Diese weitere Drehzahluntersetzung erlaubt die Verwendung besonders schnell drehender Elektromotoren.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Flurförderzeug. Das erfindungsgemäße Flurförderzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Flurförderzeug eine erfindungsgemäße Antriebseinheit umfasst. Dies führt zu den bereits beschriebenen Vorteilen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
  • 2 schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
  • 3 schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
  • 4 schematisch Wirkrichtungen der gemäß der ersten Ausführungsform erzeugten Kräfte,
  • 5 schematisch von der erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit erzeugte Axialkräfte und Tangentialkräfte.
  • Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
  • 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1. Die Antriebseinheit 1 umfasst beispielsgemäß eine erste Getriebestufe 2, welche als erste Planetenstufe 2 ausgebildet ist, und eine zweite Getriebestufe 3, welche als zweite Planetenstufe 3 ausgebildet ist. Außerdem sind die erste Getriebestufe 2 und die zweite Getriebestufe 3 jeweils als Untersetzungsstufen ausgebildet. Die erste Planetenstufe 2 umfasst ihrerseits ein erstes Sonnenrad 4, ein erstes Hohlrad 5 und drei erste Planetenräder 6, von denen jedoch der Anschaulichkeit wegen nur ein einzelnes erstes Planetenrad 6 dargestellt ist. Die zweite Planetenstufe 3 umfasst ihrerseits entsprechend ein zweites Sonnenrad 7, ein zweites Hohlrad 8 und ebenfalls zweite Planetenräder 9, von denen der Anschaulichkeit wegen ebenfalls nur ein einzelnes zweites Planetenrad 9 dargestellt ist. Wie zu sehen ist, sind die ersten Planetenräder 6 als erste Stufenplanetenräder 6 mit den Schrägverzahnungen 6‘ und 6“ ausgebildet. Wie weiterhin zu sehen ist, kämmt das Stufenplanetenrad 6 über die Schrägverzahnung 6‘ mit dem ersten Sonnenrad 4 und über die Schrägverzahnung 6‘‘ mit dem ersten Hohlrad 5. Dabei ist das erste Stufenplanetenrad 6 radial und axial mittels eines ersten Planetenträgers 11 gelagert, wobei der erste Planetenträger 11 abtriebsseitig drehfest und verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad 7 verbunden ist. Die erste Getriebestufe 2 und die zweite Getriebestufe 3 stützen sich also über den ersten Planetenträger 11 axial aneinander ab. Über diese drehfeste und verschiebefeste Verbindung treibt der Planetenträger 11 das zweite Sonnenrad 7 an. Weiterhin ist das erste Hohlrad 5 starr an einer Innenwand 10 eines weiter nicht dargestellten Getriebegehäuses der Antriebseinheit 1 angeordnet, was einerseits eine robuste und stabile Anordnung der ersten Getriebestufe 2 über das erste Hohlrad 5 im Getriebegehäuse erlaubt und andererseits auch die mechanische Stabilität des Getriebegehäuses erhöhen kann, da dieses durch das erste Hohlrad 5 zusätzlich verstärkt bzw. abgestützt werden kann. Analog zur Anordnung des ersten Hohlrads 5 ist auch das zweite Hohlrad 8 starr an der Innenwand 10 des Getriebegehäuses angeordnet, was einerseits wiederum eine robuste und stabile Anordnung der zweiten Getriebestufe 3 über das zweite Hohlrad 8 im Getriebegehäuse erlaubt und andererseits die mechanische Stabilität des Getriebegehäuses weiter erhöhen kann. Das zweite Planetenrad 9 der zweiten Getriebestufe 3 kämmt über eine zweite Schrägverzahnung 9‘ sowohl mit dem zweiten Sonnenrad 7 als auch mit dem zweiten Hohlrad 8. Die Schrägverzahnungen 6‘ und 6‘‘ der ersten Getriebestufe sind beispielsgemäß jeweils unterschiedlich ausgeführt. Diese beiden ersten Schrägverzahnungen 6‘ und 6‘‘ unterscheiden sich beispielsgemäß in ihrer Zähnezahl, im Modul, im Schrägungswinkel und in der Schrägungsrichtung voneinander. Dies erlaubt es, die Eigenschaften der ersten Getriebestufe hinsichtlich ihrer Geräuschentwicklung und der Erzeugung von Axialkräften weitgehend unabhängig voneinander zu optimieren. Weiterhin ist das erste Sonnenrad 4 drehfest und verschiebefest mit einer Antriebswelle 13 verbunden, wobei die Antriebswelle 13 eine Motorwelle eines nicht dargestellten Elektromotors ist. Da der nicht dargestellte Elektromotor beispielsgemäß mit einer Außenwand des Getriebegehäuses drehfest und verschiebefest verschraubt ist, ist das erste Sonnenrad 4 über die Antriebswelle 13 radial und axial im Getriebegehäuse gelagert. Das zweite Planetenrad 9 ist auf einem zweiten Planetenträger 14 gelagert, wobei der zweite Planetenträger 14 axial und radial im Gehäuse 10 gelagert ist und an seinem dem Planetenrad 9 abgewandten Ende ein einzelnes Antriebsrad antreibt. Damit stellt der zweite Planetenträger 14 auch die Abtriebswelle dar. Im Betrieb der Antriebseinheit 1 werden durch die ersten Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und durch die zweite Schrägverzahnung 9‘ jeweils Axialkräfte erzeugt. Diese Axialkräfte sind im Wesentlichen geprägt durch ein Antriebsmoment, welches vom Elektromotor erzeugt wird und über die Antriebswelle 13 in die Antriebseinheit 1 eingeleitet wird, sowie durch die Durchmesser der jeweiligen Verzahnungen, die Schrägungswinkel und die Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnungen.
  • In der ersten Getriebestufe 2 wird am ersten Sonnenrad 4 beispielsgemäß eine Axialkraft erzeugt, welche von der Antriebswelle 13 aufgenommen und abgestützt wird. Eine betragsgleiche, aber entgegengerichtete Axialkraft wirkt über die Schrägverzahnung 6‘ auch auf das Stufenplanetenrad 6. Aufgrund der beispielsgemäß unterschiedlichen Schrägverzahnungsrichtungen der zwei ersten Schrägverzahnungen 6‘ und 6‘‘, wirkt eine über die Schrägverzahnung 6‘‘ erzeugte weitere Axialkraft am Stufenplanetenrad 6 in die gleiche Richtung wie die an der Schrägverzahnung 6‘ erzeugte Axialkraft und verstärkt diese. Eine dieser über die Schrägverzahnung 6‘‘ auf das erste Stufenplanetenrad 6 wirkenden Axialkraft entgegengerichtete Axialkraft wirkt betragsgleich auch auf das erste Hohlrad 5. Das erste Hohlrad 5 ist jedoch über die Innenwand 10 abgestützt und kann somit die auf das erste Hohlrad 5 wirkende Axialkraft in die Innenwand 10 des Getriebegehäuses einleiten. Das erste Stufenplanetenrad 6 ist am ersten Planetenträger 11 verschiebefest gelagert, sodass die Summe der auf das erste Stufenplanetenrad 6 wirkenden Axialkräfte in den ersten Planetenträger 11 eingeleitet wird. Der erste Planetenträger 11 wiederum ist axial verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad 7 verbunden, welches seinerseits eine durch die zweite Schrägverzahnung 9‘ erzeugte Axialkraft in den ersten Planetenträger 11 einleitet. Diese von der zweiten Schrägverzahnung 9‘ erzeugte und in den ersten Planetenträger 11 eingeleitete Axialkraft ist den von den ersten Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und in den ersten Planetenträger 11 eingeleiteten Axialkräften entgegengerichtet. Somit stützen sich also die erste Getriebestufe 2 und die zweite Getriebestufe 3 über den ersten Planetenträger 11 axial aneinander ab. Da erfindungsgemäß die ersten Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und die zweite Schrägverzahnung 9‘ derart ausgebildet sind, dass sich im Betrieb der Antriebseinheit von den ersten Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und von der zweiten Schrägverzahnung 9‘ erzeugte Axialkräfte gegenseitig kompensieren, beträgt die Summe der in den ersten Planetenträger 11 eingeleiteten Axialkräfte Null. Es ist daher nicht notwendig, das zweite Sonnenrad 7 oder den ersten Planetenträger 11 axial verschiebefest zu lagern, wodurch einerseits Reibungsverluste der Antriebseinheit 1 minimiert werden können und andererseits die Herstellungskosten reduziert werden können. Schließlich wird eine Axialkraft, die zur vom zweiten Sonnenrad 7 in den ersten Planetenträger 11 eingeleiteten Axialkraft betragsgleich, jedoch entgegengerichtet ist, vom zweiten Hohlrad 8 in die Innenwand 10 eingeleitet. Auf das zweite Planetenrad 9 wirkende Axialkräfte, welche vom zweiten Sonnenrad 7 und vom zweiten Hohlrad 8 ausgehen, sind betragsgleich und entgegengerichtet, so dass sie sich gegenseitig kompensieren.
  • 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1. Die in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform durch die Ausbildung der zweiten Getriebestufe 3, welche beispielsgemäß das zweite Sonnenrad 7, das zweite Hohlrad 8 und drei als zweite Stufenplanetenräder 9 ausgebildete zweite Planetenräder 9 umfasst. Der Anschaulichkeit wegen ist jedoch nur ein einzelnes zweites Stufenplanetenrad 9 dargestellt. Das zweite Stufenplanetenrad 9 weist längs seiner Axialrichtung zwei zueinander versetzt angeordnete Schrägverzahnungen 9‘ und 9‘‘ auf. Beispielsgemäß unterscheiden sich die beiden zweiten Schrägverzahnungen 9‘, 9‘‘ hinsichtlich ihrer Zähnezahl, des Moduls und ihres Schrägungswinkels voneinander. Das zweite Stufenplanetenrad 9 kämmt über die Schrägverzahnung 9‘ mit dem zweiten Sonnenrad 7 und über die Schrägverzahnung 9‘‘ mit dem zweiten Hohlrad 8. Dabei ist das zweite Stufenplanetenrad 9 radial und axial auf einem zweiten Planetenträger 14 gelagert, wobei der zweite Planetenträger 14 gleichzeitig die Abtriebswelle darstellt. Da die beispielhafte Ausführungsform der 2 somit zwei erste Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und zwei zweite Schrägverzahnungen 9‘, 9‘‘ aufweist, erhöht sich die Zahl der Freiheitsgrade bei der Optimierung bzw. Einstellung des Geräuschverhaltens und der Erzeugung von Axialkräften der Antriebseinheit 1 gegenüber dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, was schließlich eine nochmals reduzierte Geräuschentwicklung ermöglicht.
  • 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1, wobei sich die Ausführungsform der 3 von der Ausführungsform der 2 dadurch unterscheidet, dass die ersten Planetenräder 6 und die zweiten Planetenräder 9 auf einem gemeinsamen Planetenträger 12 gelagert sind. Weiterhin ist die Abtriebswelle 15 drehfest und verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad 7 verbunden. Da die Abtriebswelle 15 radial und axial gelagert ist, kann sie Axialkräfte, welche auf das zweite Sonnenrad 7 wirken, aufnehmen. Da analog zum Ausführungsbeispiel der 2 somit zwei erste Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und zwei zweite Schrägverzahnungen 9‘, 9‘‘ vorliegen, erhöht sich auch hier die Zahl der Freiheitsgrade bei der Optimierung bzw. bei der Einstellung des Geräuschverhaltens der Antriebseinheit 1 gegenüber dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt schematisch Wirkrichtungen der gemäß der ersten Ausführungsform der Antriebseinheit (1) erzeugten Kräfte. Ein Antriebsmoment 25 wird an der Antriebswelle 13 eingeleitet. Das Sonnenrad 4 ist beispielsgemäß ein treibendes Rad. Das Stufenplanetenrad 6 ist über seine Schrägverzahnung 6‘ ein getriebenes Rad. Das Antriebsmoment 25 erzeugt eine Tangentialkraft 26 an der Schrägverzahnung 6‘ des ersten Sonnenrads 4. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 4 ist die Schrägverzahnungsrichtung des ersten Sonnenrads 4 links. Aufgrund des Schrägungswinkels der ersten Schrägverzahnung 6‘ erzeugt eine Tangentialkraft 26 eine Axialkraft 27. Als Reaktion auf die Tangentialkraft 26 und die Axialkraft 27 treten an der Schrägverzahnung 6‘ des Stufenplanetenrades 6 eine Tangentialkraft 28 und eine Axialkraft 29 auf. Die Schrägverzahnungsrichtung der Verzahnung 6‘ muss der Schrägverzahnungsrichtung des ersten Sonnenrads 4 entgegengerichtet sein. Im Beispiel der 4 ist die Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnung 6‘ also rechts. Die Schrägverzahnung 6“ des Stufenplanetenrades 6 ist mit dem ersten Hohlrad 5 im Eingriff. Dabei ist das Stufenplanetenrad 6 über seine Schrägverzahnung 6“ das treibende Rad und das Hohlrad 5 ist das getriebene Rad. Dementsprechend werden an der Schrägverzahnung 6“ eine Tangentialkraft 30 und eine Axialkraft 31 wirksam, die an der Schrägverzahnung des ersten Hohlrads 5 eine Tangentialkraft 32 und eine Axialkraft 33 als Reaktion hervorrufen. Die Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnung 6“ ist der Schrägverzahnungsrichtung 6‘ entgegengerichtet. Im Beispiel ist die Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnung 6“ links. Da die Schrägverzahnung 6‘ eine getriebene Schrägverzahnung ist und die Schrägverzahnung 6“ eine treibende, ergibt sich somit eine identische Wirkungsrichtung der Axialkräfte 29 und 31. Da die Tangentialkräfte 28 und 30 ein Drehmoment am ersten Planetenträger 11, der drehfest und axial verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad 7 verbunden ist, bewirken, entsteht auch an der Schrägverzahnung des zweiten Sonnenrads 7 eine Tangentialkraft 34 und infolge des Schrägungswinkels der Schrägverzahnung des zweiten Sonnenrads 7 auch eine Axialkraft 35. Das Sonnenrad 7 ist als treibendes Rad mit dem Planetenrad 9 im Eingriff, welches das getriebene Rad ist. Als Reaktion auf die Tangentialkraft 34 und die Axialkraft 35 treten am Planetenrad 9 die Tangentialkraft 36 und die Axialkraft 37 auf. Im Beispiel ist die Schrägverzahnungsrichtung der Schrägverzahnung des zweiten Sonnenrads 7 links und die der Schrägverzahnung des zweiten Planetenrads 9 rechts. Das zweite Planetenrad 9 ist außerdem mit dem zweiten Hohlrad 8 im Eingriff. An der Verzahnung des Planetenrades 9 wirken deshalb auch eine Tangentialkraft 38 und eine Axialkraft 39. Diese Kräfte rufen eine Tangentialkraft 40 und eine Axialkraft 41 als Reaktionskräfte am zweiten Hohlrad 8 hervor. Die Tangentialkräfte 36 und 38, welche am Planetenrad 9 angreifen, haben ein Abtriebsdrehmoment 42 zur Folge welches an der Abtriebswelle 14 wirksam wird. Auf den ersten Planetenträger 11 wirken die Axialkräfte 29, 31 und 35. Diese Axialkräfte sind von den Schrägverzahnungen des ersten Sonnenrads 4, des ersten Hohlrads 5, des ersten Planetenrads 6 und des zweiten Sonnenrads 7 sowie vom Antriebsmoment 25 abhängig. Bei den beispielhaft gezeigten Schrägverzahnungen kompensieren sich die erzeugten Axialkräfte, welche auf den ersten Planetenträger wirken, gegenseitig.
  • 5 zeigt schematisch die Schrägverzahnungen 6‘ und 6‘‘ des ersten Stufenplanetenrads 6 sowie eine Schrägverzahnung 7‘ des zweiten Sonnenrads 7 in einer Flankenansicht. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in der 5 die Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘ bzw. die die Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘ aufweisenden Zahnräder, nämlich das erste Stufenplanetenrad 6 und das zweite Sonnenrad 7, aus der Antriebseinheit 1 herausgelöst dargestellt. Die Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘ unterscheiden sich jeweils im Durchmesser ihrer Verzahnung und im Schrägungswinkel. Die Schrägverzahnungen 6“ und 7‘ unterscheiden sich beispielsgemäß weiterhin von der Schrägverzahnung 6‘ durch ihre Schrägverzahnungsrichtung. Wie nämlich zu sehen ist, verlaufen die Zähne der Schrägverzahnungen 7‘ und 6‘‘ in der Darstellung der 4 von links oben nach rechts unten Die Zähne der Schrägverzahnung 7‘ hingegen verlaufen in der Darstellung der 4 von links unten nach rechts oben. Beispielsgemäß wird die Schrägverzahnung 6‘ von ersten Sonnenrad 4 getrieben, die Schrägverzahnung 6‘‘ hingegen ist treibend. Ebenso ist auch die Schrägverzahnung 7‘ treibend. Entsprechend sind die Wirkrichtungen der von den Schrägverzahnungen 6‘ und 6“ erzeugten Axialkräfte der Wirkrichtung der von der Schrägverzahnung 7‘ erzeugten Axialkraft entgegengerichtet. Dies wird durch die Pfeile 18, 18‘ und 19 veranschaulicht, welche die in einem beispielhaft gewählten Betriebspunkt, d.h. bei einem beispielhaften Drehmoment, der Antriebseinheit 1 durch die Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘ erzeugten Gesamtkräfte symbolisieren. Diese Gesamtkräfte, bzw. die Pfeile 18, 18‘ und 19, umfassen dabei jeweils eine Tangentialkraft, welche in x-Richtung weist, und eine Axialkraft, welche in y-Richtung weist. Die in x-Richtung weisenden Tangentialkräfte werden durch die Lagerungen des ersten Stufenplanetenrads 6 und des zweiten Sonnenrads 7 aufgenommen. Die in y-Richtung weisenden Axialkräfte jedoch sind durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘ derart, dass sie sich gegenseitig kompensieren und entsprechend keine Lagerung zur Aufnahme dieser Axialkräfte vorgesehen werden muss. Die Pfeile 29, 31 und 35 veranschaulichen die letztlich resultierenden Axialkräfte an den Schrägverzahnungen 6‘, 6‘‘ und 7‘. Wie zu sehen ist, weisen die von den Schrägverzahnungen 6‘ und 6“ erzeugten Axialkräfte in der Darstellung der 5 nach oben, während die von der Schrägverzahnung 7‘ erzeugte Axialkraft in der Darstellung der 5 nach unten weist, da die Wirkrichtungen der Axialkräfte 6‘ und 6“ der Wirkrichtung der Axialkraft 7‘ entgegengerichtet sind. Die Beträge der Axialkräfte werden jeweils durch die Länge des Pfeils 29, 31 bzw. 35 dargestellt. Die Beträge dieser Axialkräfte lassen sich auch gemäß dem Zusammenhang Fa = Ft·tanβ rechnerisch bestimmen, wobei Fa für die auf das die Schrägverzahnung aufweisende Zahnrad wirkende Axialkraft steht. Ft steht für die auf das die Schrägverzahnung aufweisende Zahnrad wirkende Tangentialkraft und β steht für den Schrägungswinkel der Schrägverzahnung. Die Tangentialkraft Ft wiederum lässt sich berechnen nach der Formel Ft = 2T/dw, wobei T das vom Zahnrad übertragene Moment beschreibt und dw für den Wälzkreisdurchmesser des Zahnrads steht. Das vom Zahnrad übertragene Moment schließlich ergibt sich aus dem jeweiligen Betriebspunkt der Antriebseinheit 1 bzw. aus dem jeweiligen vom Elektromotor abgegebenen Drehmoment.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebseinheit
    2
    erste Getriebestufe
    3
    zweite Getriebestufe
    4
    erstes Sonnenrad
    5
    erstes Hohlrad
    6
    erstes Planetenrad
    6‘
    erste Schrägverzahnung
    6“
    weitere erste Schrägverzahnung
    7
    zweites Sonnenrad
    7‘
    zweite Schrägverzahnung
    8
    zweites Hohlrad
    9
    zweites Planetenrad
    9‘
    weitere zweite Schrägverzahnung
    9‘‘
    weitere zweite Schrägverzahnung
    10
    Innenwand des Getriebegehäuses
    11
    erster Planetenträger
    12
    gemeinsamer Planetenträger der ersten und zweiten Planetenräder
    13
    Antriebswelle
    14
    zweiter Planetenträger
    18, 18‘
    Gesamtkräfte des ersten Stufenplanetenrads
    19
    Gesamtkraft des zweiten Sonnenrads
    25
    Antriebsmoment
    26
    Tangentialkraft am ersten Sonnenrad
    27
    Axialkraft am ersten Sonnenrad
    28
    Tangentialkraft an der ersten Schrägverzahnung 6‘ des ersten Planetenrads
    29
    Axialkraft an der ersten Schrägverzahnung 6‘ des ersten Planetenrads
    30
    Tangentialkraft an der ersten Schrägverzahnung 6‘‘ des ersten Planetenrads
    31
    Axialkraft an der ersten Schrägverzahnung 6‘‘ des ersten Planetenrades
    32
    Tangentialkraft am ersten Hohlrad
    33
    Axialkraft am ersten Hohlrad
    34
    Tangentialkraft am zweiten Sonnenrad
    35
    Axialkraft am zweiten Sonnenrad
    36
    Tangentialkraft am zweiten Sonnenrad
    37
    Axialkraft am zweiten Sonnenrad
    38
    Tangentialkraft am zweiten Planetenrad
    39
    Axialkraft am zweiten Planetenrad
    40
    Tangentialkraft am zweiten Planetenrades
    41
    Axialkraft am zweiten Planetenrad
    42
    Abtriebsmoment
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19604824 A1 [0003]
    • DE 102010040738 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Antriebseinheit (1) für ein Flurförderzeug, umfassend eine als eine erste Planetenstufe (2) ausgebildete erste Getriebestufe (2) und eine als eine zweite Planetenstufe (3) ausgebildete zweite Getriebestufe (3), wobei die erste Planetenstufe (2) erste umlaufende Zahnräder (6) und mindestens zwei erste stationäre Zahnräder (4, 5) umfasst und wobei die zweite Planetenstufe (3) zweite umlaufende Zahnräder (9) und mindestens zwei zweite stationäre Zahnräder (7, 8) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass die ersten umlaufenden Zahnräder (6) als jeweils zwei unterschiedliche erste Schrägverzahnungen (6‘, 6“) aufweisende erste Stufenplanetenräder (6) ausgebildet sind, wobei die ersten Stufenplanetenräder (6) mittels jeweils einer der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6‘) mit einem der ersten stationären Zahnräder (4, 5) kämmen und mittels jeweils einer weiteren der zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6“) mit einem weiteren der ersten stationäre Zahnräder (4, 5) kämmen, dass die zweite Getriebestufe (3) mindestens eine zweite Schrägverzahnung (7‘, 9‘, 9‘‘) aufweist, dass sich die erste und die zweite Getriebestufe (2, 3) axial aneinander abstützen und dass die zwei unterschiedlichen ersten Schrägverzahnungen (6‘, 6“) und die mindestens eine zweite Schrägverzahnung (7‘, 9‘, 9‘‘) derart ausgebildet sind, dass sich im Betrieb der Antriebseinheit (1) von den zwei unterschiedlichen ersten und der mindestens einen zweiten Schrägverzahnung (6‘, 6“, 7‘ 9‘, 9‘‘) erzeugte Axialkräfte (27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41) gegenseitig kompensieren.
  2. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten stationären Zahnräder (4, 5) als mindestens ein erstes Sonnenrad (4) und/oder als mindestens ein erstes Hohlrad (5) und die zweiten stationären Zahnräder (7, 8) als mindestens ein zweites Sonnenrad (7) und/oder als mindestens ein zweites Hohlrad (8) ausgebildet sind.
  3. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stufenplanetenräder(6) radial und axial auf einem ersten Planetenträger (11) gelagert sind, welcher drehfest und verschiebefest mit dem zweiten Sonnenrad (7) verbunden ist.
  4. Antriebseinheit (1) nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Hohlrad (5, 8) starr an einem Getriebegehäuse der Antriebseinheit (1) angeordnet ist.
  5. Antriebseinheit (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (2) und/oder die zweite Getriebestufe (3) als Untersetzungsstufe ausgebildet sind.
  6. Antriebseinheit (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) weiterhin eine Antriebswelle (13) umfasst, wobei die Antriebswelle (13) in radialer und in axialer Richtung abgestützt ist.
  7. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (13) das erste Sonnenrad (4) antreibt, wobei das erste Sonnenrad (4) drehfest und axial verschiebefest mit der Antriebswelle (13) verbunden ist.
  8. Antriebseinheit (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) weiterhin eine Abtriebswelle (14) umfasst, wobei die Abtriebswelle in radialer und in axialer Richtung abgestützt ist.
  9. Antriebseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (14) ein Antriebsrad der Antriebseinheit (1) antreibt, wobei die Abtriebswelle (14) drehfest und verschiebefest mit dem, Antriebsrad verbunden ist.
  10. Flurförderzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug eine Antriebseinheit (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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