DE102015222965A1

DE102015222965A1 - Antriebseinheit und Radantrieb mit Antriebseinheit

Info

Publication number: DE102015222965A1
Application number: DE102015222965.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Stammberger; Sebastian Weber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-24
Also published as: CN106740058A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, welche aus einer Vormontageeinheit und einer Grundgetriebeeinheit fügbar ist, wobei die Vormontageeinheit einen Antriebsmotor, eine Motorwelle (7) und ein auf der Motorwelle (7) vormontiertes, eine Ritzeverzahnung (8a) aufweisendes Ritzel (8) und die Grundgetriebeeinheit ein eine Stirnradverzahnung (9a) aufweisendes Stirnrad (9) umfassen, wobei die Ritzelverzahnung (8a) und die Stirnradverzahnung (9a) nach dem Fügen in axialer Richtung (a) über eine Zahneingriffsbreite miteinander in Zahneingriff stehen und eine erste Untersetzungsstufe (8, 9) bilden. Es wird vorgeschlagen, dass die Ritzelverzahnung (8a) und die Stirnradverzahnung (9a) in axialer Richtung (a) derart gegeneinander versetzt sind, dass die in Fügerichtung vordere der Ritzelverzahnung (8a) und die in Fügerichtung vordere Stirnkante der Stirnradverzahnung (9a) außerhalb der Zahneingriffsbreite angeordnet sind und jeweils einen ersten Überstand und einen zweiten Überstand bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Radantrieb für ein Flurförderfahrzeug.
Durch die DE 198 26 067 A1 der Anmelderin wurde eine Antriebseinheit für einen Radantrieb eines Flurförderfahrzeuges bekannt, wobei die Antriebseinheit aus einer Vormontageeinheit und einer Grundgetriebeeinheit fügbar oder montierbar ist. Die Vormontageeinheit umfasst einen Elektromotor mit einer Motorwelle, auf deren Wellenstummel ein Ritzel befestigt, d. h. vormontiert ist. Die Grundgetriebeeinheit umfasst ein Stirnrad, welches mit dem Ritzel eine erste Untersetzungsstufe bildet, welcher eine weitere Untersetzungsstufe, ausgebildet als Kegeltrieb, nachgeschaltet ist. Ein abtreibendes Kegelrad, ausgebildet als Tellerrad, treibt ein Rad des Flurförderfahrzeuges an. Die Montage oder das Fügen der Vormontageeinheit und der Grundgetriebeeinheit erfolgt in axialer Richtung der Ritzel- bzw. Motorwellenachse, wobei eine Stirnseite des Ritzels und eine Stirnseite Stirnrades im Bereich ihrer Verzahnungen aufeinandertreffen, so dass ein Zahn des einen Zahnrades in eine Lücke des anderen Zahnrades eingreift. Bei einer Montage in senkrechter Richtung trifft also die untere Stirnseite des Ritzels zuerst auf die obere Stirnseite des Stirnrades. Ein Problem bei einer derartigen Montage kann dann auftreten, wenn ein Zahn nicht genau die passende Zahnlücke trifft, sondern Zahn auf Zahn stößt. Dabei können möglicherweise Beschädigungen der Verzahnungen an den Stirnkanten, die beim Fügen zuerst aufeinandertreffen, entstehen. Derartige Beschädigungen sind für den Betrieb der Untersetzungsstufe und der Antriebseinheit nachteilig.
Durch die DE 198 57 962 A1 wurde eine Antriebseinheit für ein Flurförderfahrzeug bekannt, wobei eine Vormontageeinheit mit einer Grundgetriebeeinheit gefügt wird. Die Vormontageeinheit umfasst einen Fahrmotor mit einer Motorwelle, auf der ein Ritzel befestigt und vormontiert ist, während die Grundgetriebeeinheit ein Stirnrad und ein Planetengetriebe als weitere Untersetzungsstufe umfasst. Das Ritzel auf der Motorwelle und das Stirnrad der Grundgetriebeeinheit bilden die erste Untersetzungsstufe, wobei die Verzahnungen von Ritzel und Stirnrad in axialer Richtung gefügt werden, d. h. in Richtung der Motorwellenachse.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass schädliche Folgen, die sich bei einer Montage ergeben können, vermieden werden.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Ritzelverzahnung und die Stirnradverzahnung derart in axialer Richtung, d. h. in Fügerichtung gegeneinander versetzt sind, dass jeweils die Stirnkanten der Verzahnung, welche beim Fügen zuerst aufeinander treffen, außerhalb der Zahneingriffsbreite liegen. Unter Zahneingriffsbreite wird dabei die Überdeckungsbreite der Ritzelverzahnung einerseits und der Stirnradverzahnung andererseits verstanden, d. h. der Bereich, in welchem die Zahnflanken miteinander Kontakt haben. Zu beiden Seiten der Zahneingriffsbreite ergibt sich damit ein Überstand, einerseits ein Überstand der Ritzelverzahnung gegenüber der Stirnradverzahnung und andererseits ein Überstand der Stirnradverzahnung gegenüber der Ritzelverzahnung. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass beim Füge- oder Montagevorgang, bei welchem die in Fügerichtung vordere Kante der Ritzelverzahnung auf die in Fügerichtung vordere Kante der Stirnradverzahnung trifft, Beschädigungen an beiden Stirnkanten oder Stirnbereichen auftreten können. Damit diese möglicherweise beschädigten Stirnseiten der beiden Verzahnungen während des Betriebes keine schädlichen Auswirkungen nach sich ziehen, sind diese möglicherweise beschädigten Stirnkanten in Bereiche außerhalb der Zahneingriffsbreite verschoben. Damit werden etwaige Geräuschbeeinträchtigungen oder eine Verkürzung der Lebensdauer der Antriebseinheit vermieden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Überstand und der zweite Überstand in axialer Richtung derart bemessen, dass der möglicherweise durch das Fügen beschädigte Stirnbereich der beiden Verzahnungen außerhalb der Zahneingriffs- oder Überdeckungsbreite liegt. Damit ist hinreichend sichergestellt, dass nur unbeschädigte Flanken der Ritzel- und Stirnradverzahnung miteinander in Eingriff stehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der ersten, aus Ritzel und Stirnrad bestehenden Untersetzungsstufe, eine weitere Untersetzungsstufe nachgeschaltet, welche entweder als Kegeltrieb oder als Planetengetriebe ausgebildet sein kann. Durch die weitere Untersetzungsstufe wird die Motordrehzahl weiter herabgesetzt, d. h. auf die gewünschte Drehzahl des Rades.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Radantrieb für Flurförderfahrzeuge eine Antriebseinheit der vorgenannten Art vorgesehen. Die oben genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für den Radantrieb, d. h. Getriebegeräusche werden verringert, und die Lebensdauer des Radantriebes wird erhöht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
1 einen Radantrieb mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
2 eine aus Ritzel und Stirnrad bestehende Untersetzungsstufe als Einzelheit E aus 1 und
3 eine schematische Darstellung des Zahneingriffes einer Ritzel- und einer Stirnradverzahnung.
1 zeigt einen Radantrieb 1 eines nicht dargestellten Flurförderfahrzeuges mit einer Antriebseinheit 2, welche eine Vormontageeinheit 3 und eine Grundgetriebeeinheit 4 umfasst. Die Antriebseinheit 2 dient dem Antrieb eines Rades 5 des Flurförderfahrzeuges. Die Vormontageeinheit 3 weist einen Antriebs- oder Fahrmotor 6 mit einer Motorwelle 7 auf, auf deren Wellenstummel 7a ein Ritzel 8 befestigt und vormontiert ist. Die Grundgetriebeeinheit 4 umfasst ein Stirnrad 9, welches mit einer Kegelradstufe 10 verbunden ist. Das auf der Motorwelle 7 befestigte Ritzel 8 und das Stirnrad 9 bilden eine Stirnradstufe als erste Untersetzungsstufe, während die Kegelradstufe 10 eine weitere Untersetzungsstufe bildet, welche die Motordrehzahl auf Raddrehzahl untersetzt und das Rad 5 antreibt. Das Stirnrad 9 und die weitere Untersetzungsstufe 10 sind in einem Gehäuse 11 angeordnet, in welchem auch die Motorwelle 7 abgestützt ist. Die Vormontageeinheit 3 und die Grundgetriebeeinheit 4 werden durch Fügen in Richtung der Motorwellenachse a zusammengebaut, wobei auch das Ritzel 8 und das Stirnrad 9 in Zahneingriff gebracht werden müssen.
2 zeigt eine Einzelheit E aus 1, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Das Ritzel 8 weist eine Ritzelverzahnung 8a auf, welche mit einer Stirnradverzahnung 9a des Stirnrades 9 in Zahneingriff steht. Aus der Zeichnung ist erkennbar, dass die Ritzelverzahnung 8a und die Stirnradverzahnung 9a in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Motorwellenachse a gegeneinander versetzt sind. Dieser axiale Versatz wird anhand 3 genauer beschrieben und erläutert.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Zahnrades Z1 mit der Zahnbreite b1 und eines zweiten Zahnrades Z2 mit einer Zahnbreite b2. Die Zahnräder Z1, Z2 entsprechen dem Ritzel 8 respektive dem Stirnrad 9 aus 1 und 2 und stehen miteinander in Zahneingriff, und zwar über eine Zahneingriffsbreite b, auch Überdeckungsbreite b genannt. Beide Zahnräder Z1, Z2 sind in axialer Richtung, hier durch einen Pfeil F angedeutet, gegeneinander versetzt, so dass sich ein erster Überstand ü1 des ersten Zahnrades Z1 und ein zweiter Überstand ü2 des zweiten Zahnrades Z2 ergibt. Dabei ist die (in der Zeichnung) untere Stirnkante d1, auch erste Unterkante d1 genannt, des ersten Zahnrades Z1 gegenüber der Unterkante d2 des zweiten Zahnrades Z2 um den Betrag ü1 (in der Zeichnung) nach unten versetzt. Andererseits ist die zweite Oberkante c2 des zweiten Zahnrades Z2 gegenüber der ersten Oberkante c1 des ersten Zahnrades Z1 um den Betrag ü2 (in der Zeichnung) nach oben versetzt.
Der Grund für den axialen Versatz der Ritzel- und der Stirnradverzahnungen 8a, 9a (2) ergibt sich aus der in der Praxis durchgeführten Montage der Vormontageeinheit 3 (1) und der Grundgetriebeeinheit 4 (1), wobei das Ritzel 8 (1, 2) und das Stirnrad 9 (1, 2) in axialer Richtung gefügt werden. Der Fügevorgang wird anhand der Darstellung in 3 erläutert, wobei der Pfeil F die Fügerichtung angibt. Das Zahnrad Z1 (Ritzel 8) trifft dabei mit seiner Unterkante d1 zunächst auf die Oberkante c2 des zweiten Zahnrades Z2 (Stirnrad 9). Bei diesem Aufeinandertreffen der beiden Stirnkanten d1, c2 können möglicherweise Beschädigungen an den Verzahnungen entstehen, welche für den späteren Betrieb nachteilig oder schädlich sind. Daher werden diese beiden, möglicherweise beschädigten Stirnkanten d1 einerseits und c2 andererseits durch axialen Versatz so angeordnet, dass sie außerhalb der Zahneingriffs- oder Überdeckungsbreite b liegen. Damit ist gewährleistet, dass im Bereich der Zahneingriffsbreite b nur unbeschädigte Zahnflanken miteinander in Eingriff sind, d. h. die möglichen Beschädigungen haben keine nachteiligen Auswirkungen auf den Zahneingriff der beiden Zahnräder Z1, Z2 respektive des Ritzels 8 und des Stirnrades 9.
Bezugszeichenliste

1: Radantrieb
2: Antriebseinheit
3: Vormontageeinheit
4: Grundgetriebeeinheit
5: Rad
6: Antriebsmotor
7: Motorwelle
7a: Wellenstummel
8: Ritzel
8a: Ritzelverzahnung
9: Stirnrad
9a: Stirnradverzahnung
10: Kegelradstufe
11: Gehäuse
a: Motorwellenachse
b: Überdeckungsbreite
b1: Zahnbreite Z1
b2: Zahnbreite Z2
c1: Oberkante Z1
c2: Oberkante Z2
d1: Unterkante Z1
d2: Unterkante Z2
F: Fügerichtung
ü1: Überstand Z1
ü2: Überstand Z2
Z1: erstes Zahnrad (Ritzel)
Z2: zweites Zahnrad (Stirnrad)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19826067 A1 [0002]
DE 19857962 A1 [0003]

Claims

Antriebseinheit (2), welche aus einer Vormontageeinheit (3) und einer Grundgetriebeeinheit (4) fügbar ist, wobei die Vormontageeinheit (3) einen Antriebsmotor (6), eine Motorwelle (7) und ein auf der Motorwelle (7) vormontiertes, eine Ritzeverzahnung (8a) aufweisendes Ritzel (8, Z1) und die Grundgetriebeeinheit (4) ein eine Stirnradverzahnung (9a) aufweisendes Stirnrad (9, Z2) umfassen, wobei die Ritzelverzahnung (8a) und die Stirnradverzahnung (9a) nach dem Fügen in axialer Richtung (a) über eine Zahneingriffsbreite (b) miteinander in Zahneingriff stehen und eine erste Untersetzungsstufe (8, 9) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelverzahnung (8a) und die Stirnradverzahnung (9a) in axialer Richtung derart gegeneinander versetzt sind, dass die in Fügerichtung (F) vordere Stirnkante (d1) der Ritzelverzahnung (8a) und die in Fügerichtung (F) vordere Stirnkante (c2) der Stirnradverzahnung (9a) außerhalb der Zahneingriffsbreite (b) angeordnet sind und jeweils einen ersten Überstand (ü1) und einen zweiten Überstand (ü2) bilden.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Überstand (ü1, ü2) in axialer Richtung über einen Bereich erstrecken, in welchem durch das Fügen bedingte Beschädigungen an der Ritzel- und/oder der Stirnradverzahnung (8a, 9a) möglich sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundgetriebeeinheit (4) eine weitere Untersetzungsstufe (10) aufweist.
Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Untersetzungsstufe als Kegelradstufe (10) ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Untersetzungsstufe als Planetengetriebe ausgebildet ist.
Radantrieb für ein Flurförderfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.