DE102016216425A1

DE102016216425A1 - Antriebsanordnung für ein Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102016216425A1
Application number: DE102016216425.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Weber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Es wird eine Antriebsanordnung für ein Flurförderfahrzeug mit einem Antriebsmotor (1) vorgeschlagen, der über eine erste Getriebestufe (2) und eine zweite Getriebestufe (3) zum Antrieb mit einem unterhalb des Antriebsmotors (1) angeordneten lenkbaren Antriebsrad (4) verbunden ist, wobei der Antriebsmotor (1) eine vertikal ausgerichtete Antriebswelle (5) aufweist, wobei die Achse (6) einer Zwischenwelle (7) zwischen den beiden Getriebestufen (2, 3) in einem ersten Winkel (A) bezogen auf die vertikal ausgerichtete Antriebswelle (5) angeordnet ist, wobei eine Radachse (8) des Antriebsrades (4) in einem zweiten Winkel (B) zur Achse (6) der Zwischenwelle (7) angeordnet ist, und wobei die Summe der Beträge des ersten Winkels (A) und des zweiten Winkels (B) in etwa 90° ergibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Flurförderfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Eine Antriebsanordnung mit zwei Getriebestufen für ein lenkbares Antriebsrad eines Flurförderfahrzeuges ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 198 26 067 A1 bekannt. Der bekannte Einzelradantrieb umfasst ein zweistufiges Kegelstirnradgetriebe in Kombination mit einem Antriebsmotor. Der Einzelradantrieb umfasst eine vertikal ausgerichtete Motorwellenachse, die der Lenkachse entspricht, an deren dem Antriebsrad zugewandten Ende ein Antriebsritzel vorgesehen ist, welches mit einem Stirnrad der ersten Stufe des Getriebes in Eingriff steht. Das Stirnrad ist auf einer Getriebewelle befestigt, die parallel zur Motorwellenachse ausgerichtet ist. An dem dem Antriebsrad zugewandten Ende der Welle ist ein weiteres Ritzel der zweiten Getriebestufe vorgesehen, welches mit einem Zahnrad bzw. Tellerrad in Eingriff steht, welches auf der Antriebswelle befestigt ist. Die Abtriebswelle entspricht der Radwelle und ist in 90° zu der Welle bzw. zu der Motorwellenachse ausgerichtet.
Es hat sich gezeigt, dass die Lagerung der Welle der Getriebestufen besonders hohen Belastungen ausgesetzt ist. Aufgrund des begrenzten Bauraumes in dem die Getriebestufe umgebenden Gehäuse sind die Abmessungen der Lagerung erheblich begrenzt. Insbesondere bei höheren Drehmomenten ergibt sich hieraus eine geringere Lebensdauer des bekannten Einzelradantriebs ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche besonders bauraumsparend ausgeführt ist und auch bei der Übertragung von hohen Drehzahlen und Drehmomenten eine hohe Lebensdauer besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Somit wird eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug, mit einem Antriebsmotor vorgeschlagen, der über eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe zum Antrieb mit einem unterhalb des Antriebsmotors angeordneten lenkbaren Antriebsrad bzw. Laufrad verbunden bzw. gekoppelt ist. Der Antriebsmotor weist eine vertikal ausgerichtete Antriebswelle auf, welche gleichzeitig der Lenkachse der Antriebsanordnung entspricht.
Um eine möglichst bauraumsparende und gleichzeitig auch hohe Belastungen aufnehmende Anordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass die Achse einer Zwischenwelle zwischen den beiden Getriebestufen in einem ersten Winkel bezogen auf die vertikal ausgerichtete Antriebswelle angeordnet ist und eine Radachse des Antriebsrades in einem zweiten Winkel zur Achse der Zwischenwelle angeordnet ist, wobei die Summe der Beträge des ersten Winkels und des zweiten Winkels in etwa 90° ergibt. Hierbei bedeutet in etwa, dass für den Fachmann etwaige Bauteiltoleranzen miteingeschlossen sind.
Dadurch, dass die Summe der beiden Winkel vorzugsweise exakt 90° ist, wird eine rechtwinklige Anordnung der Achse des Antriebsmotors zur Achse des Antriebsrades sichergestellt. Hierbei ist es unerheblich, ob die Achse der Zwischenwelle zu der Achse des Antriebsmotors und der Radachse schneidend oder durch einen Achsversatz windschief zueinander angeordnet sind. Durch die vorgenannte Anordnung ergibt sich ein größerer Freiraum für die Lagerung der Zwischenwelle der beiden Getriebestufen, sodass ein größer dimensioniertes Lager verwendet werden kann. Mit dem größer dimensionierten Lager werden höhere übertragbare Drehmomente und eine höhere Lebensdauer realisiert.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Winkel zwischen der Achse der Zwischenwelle und der Antriebswelle in etwa 5° beträgt. Der zweite Winkel zwischen der Radachse des Antriebsrades und der Zwischenwelle beträgt in etwa 85°. Diese vorgenannten Werte ergeben eine hinsichtlich Bauraum und Lebensdauer optimierte Anordnung. Jedoch ist auch eine andere Kombination von Werten der beiden Winkel möglich, deren Summe 90° ergibt.
Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt exemplarisch eine mögliche Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung beispielsweise für ein Flurförderfahrzeug.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung des Flurförderfahrzeuges umfasst einen Antriebsmotor 1, der beispielsweise als Elektromotor ausgeführt ist. Der Antriebsmotor 1 ist über eine erste Getriebestufe 2 und eine zweite Getriebestufe 3 zum Antrieb mit einem unterhalb des Antriebsmotors 1 angeordneten lenkbaren Antriebsrad 4 verbunden. Die Achse des Antriebsmotors 1 ist gleichzeitig die Lenkachse 23, um die das Fahrzeugrad bzw. das Antriebsrad 4 schwenkbar ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Achse 6 der Zwischenwelle 7 des Getriebes bzw. der Getriebestufen 2, 3 zwischen den beiden Getriebestufen 2, 3 in einem ersten Winkel A bezogen auf die vertikal ausgerichtete Antriebswelle 5 bzw. die Lenkachse 23 angeordnet ist und dass eine Radachse 8 des Antriebsrades 4 in einem zweiten Winkel B zur Achse der Zwischenwelle 7 angeordnet ist, wobei die Summe der Beträge des ersten Winkels A und des zweiten Winkels B 90° ergibt. Folglich ist die Achse 6 der Zwischenwelle 7 in dem ersten Winkel A von etwa 5° angeordnet. Die Achse 6 der Zwischenwelle 7 bezogen auf die zweite Getriebestufe 3 ist in einem zweiten Winkel B von etwa 85° zu der Radwelle 12 des Antriebsrades 4 angeordnet, sodass die Summe der beiden Winkel A, B exakt 90° ergeben, sodass die Lenkachse 23 bzw. die Antriebswelle 5 rechtwinklig zur Achse der Radwelle 12 des Antriebsrades bzw. des Laufrades 4 angeordnet ist.
Die erste Getriebestufe 2 weist eine Beveloidverzahnung auf, während die zweite Getriebestufe 3 eine Spiralverzahnung aufweist. Im Einzelnen ist vorgesehen, dass auf der Antriebswelle 5 als erstes Zahnrad der ersten Getriebestufe 2 ein Antriebsritzel 9 angeordnet ist. Das Antriebsritzel 9 wird über ein Rillenkugellager 24 im Gehäuseoberteil 15 gelagert. Das zweite Zahnrad der ersten Getriebestufe 2 ist ein Beveloidrad 10 und auf der Zwischenwelle 7 an dem dem Antriebsmotor 1 zugeordneten Ende der Zwischenwelle 7 angeordnet. An dem entgegengesetzten Ende der Zwischenwelle 7 ist als erstes Zahnrad der zweiten Getriebestufe 3 ein Spiralrad 11 vorgesehen, welches mit einem Tellerrad 12a der zweiten Getriebestufe 3 in Eingriff steht. Das Tellerrad 12a ist mit einer Radwelle 12 des Antriebsrads 4 verbunden.
Die Zwischenwelle 7 wird über eine angestellte Kegelrollenlagerung 13 in X-Anordnung gelagert. Die Kegelrollenlagerung 13 wird über eine Nutmutter 14 mit Außengewinde vorgespannt, die im Gehäuseoberteil 15 verschraubt ist. Der Außendurchmesser des Spiralrades 11 der zweiten Getriebestufe 3 ist kleiner, als der Innendurchmesser des Außenringes 16 des unteren Kegelrollenlagers 10 der Kegelrollenlagerung 13. Dadurch kann die Zwischenwelle 7 von oben, aus Richtung des Antriebsmotors 1 in vorteilhafter Weise montiert werden.
Die Radwelle 12 des Antriebsrades 4 ist über eine angestellte Kegelrollenlagerung 22 in O-Anordnung in dem Gehäuseunterteil 18 gelagert, wobei die Kegelrollenlagerung 22 über eine Nutmutter 19, die auf der Radwelle 12 befestigt ist, vorgespannt ist. Die Nutmutter 19 wird über eine Buchse 25 gesichert, welche auf der Radwelle 12 angeordnet ist. Die Buchse 25 stützt sich an der Planfläche des Antriebsrades bzw. Laufrades 4 ab. Das Laufrad 4 ist an der Radwelle 12 mehrfach verschraubt.
Das Getriebe bzw. die beiden Getriebestufen 2, 3 mit dem Gehäuseoberteil 15 und dem Gehäuseunterteil 18 sind über ein Vierpunktlager 20 an dem Fahrzeugrahmen 21 befestigt und über dieses Lager um 360° schwenkbar. Ferner ist an dem Gehäuseoberteil 15 ein Lenkkranz 26 mit einer Lenkkranzverzahnung 27 anordnet. Der Lenkkranz 26 ist im Eingriff mit einem Lenkritzel 28. Das Lenkritzel 28 wird von einem Lenkantrieb 29 angetrieben. Die Antriebsanordnung ist im Bereich der Radwelle 12 durch einen Wellendichtring 30 zwischen der Kegelrollenlagerung 22 abgedichtet. Der Wellendichtring 30 und die Kegelrollenlagerung 22 werden durch einen Schutzring 31 vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Antriebsanordnung ist im Bereich der Antriebswelle 5 durch einen weiteren Wellendichtring 32 abgedichtet.
Durch den Versatz des unteren Kegelrollenlagers 17 entsteht ein größerer Abstand zwischen der Kegelrollenlagerung 22 der Radwelle 12, wodurch die Radkräfte besser abgestützt werden können. Durch die Schrägstellung der Zwischenwelle 7 gegenüber der Vertikalen bzw. der Lenkachse 23 kann auch bei versetzter zweiter Getriebestufe 3 in Richtung des Gehäusedeckels 33 an dem Gehäuseunterteilt 18 die erste Getriebestufe 2 annähernd in der Position bleiben, die sich ergeben würde, wenn die Zwischenwelle 7 nicht schräg gestellt ist und die zweite Getriebestufe 3 nicht in Richtung des Gehäusedeckels 33 verschoben ist. Daher muss der Hüllkreis der Antriebsanordnung nicht vergrößert werden. Durch die gewählten Werte für den ersten Winkel A und den zweiten Winkel B bleibt der Antriebsmotor 1 bzw. die Lenkachse 23 in der typischen vertikalen Einbaulage. Demzufolge bleibt die Getriebe-Motor-Schnittstelle erhalten, wodurch keine Änderungen am Flurförderfahrzeug notwendig sind.
Durch den Einsatz von zwei Getriebestufen 2, 3 kann im Vergleich zu einer Getriebeanordnung mit nur einer Getriebestufe, eine größere Getriebeuntersetzung erzielt werden, wodurch der Antriebsmotor 1 bei einer höheren Drehzahl betrieben werden kann, wodurch typischerweise günstigere Wirkungsgrade erzielt werden, je nach Auslegung des Elektromotors.
Es ist denkbar, dass das Antriebsritzel 9 direkt auf der Antriebswelle 5 befestigt ist, beispielsweise durch einen Kegelpressverband und wird somit über die Antriebswelle 5 gelagert, sodass keine zusätzliche Lagerung erforderlich ist.
Ferner ist es auch denkbar, dass die Kegelrollenlagerung 22 der Radwelle 12 als gepaarte Kegelrollenlagerung ausgeführt wird, derart, dass die Außenringe zusammenhängend oder einteilig ausgebildet sind. Die Nutmuttersicherung der Nutmutter 19 zur Einstellung der Lagervorspannung an der Radwelle 12 kann auch mittels Sicherungsblech ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: erste Getriebestufe
3: zweite Getriebestufe
4: Antriebsrad
5: Antriebswelle
6: Achse der Zwischenwelle
7: Zwischenwelle
8: Radachse
9: Antriebsritzel
10: Beveloidrad
11: Spiralrad
12: Radwelle
12a: Tellerrad
13: Kegelrollenlagerung
14: Nutmutter
15: Gehäuseoberteil
16: Außenring
17: unteres Kegelrollenlager
18: Gehäuseunterteil
19: Nutmutter
20: Vierpunktlager
21: Fahrzeugrahmen
22: Kegelrollenlagerung
23: Lenkachse
24: Rillenkugellager
25: Buchse
26: Lenkkranz
27: Lenkkranzverzahnung
28: Lenkritzel
29: Lenkantrieb
30: Wellendichtring
31: Schutzring
32: Wellendichtring
33: Gehäusedeckel
A: erster Winkel
B: zweiter Winkel

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]

Claims

Antriebsanordnung für ein Flurförderfahrzeug mit einem Antriebsmotor (1), der über eine erste Getriebestufe (2) und eine zweite Getriebestufe (3) zum Antrieb mit einem unterhalb des Antriebsmotors (1) angeordneten lenkbaren Antriebsrad (4) verbunden ist, wobei der Antriebsmotor (1) eine vertikal ausgerichtete Antriebswelle (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (6) einer Zwischenwelle (7) zwischen den beiden Getriebestufen (2, 3) in einem ersten Winkel (A) bezogen auf die vertikal ausgerichtete Antriebswelle (5) angeordnet ist und dass eine Radachse (8) des Antriebsrades (4) in einem zweiten Winkel (B) zur Achse (6) der Zwischenwelle (7) angeordnet ist, wobei die Summe der Beträge des ersten Winkels (A) und des zweiten Winkels (B) in etwa 90° ergibt.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (A) zwischen der Achse (6) der Zwischenwelle (7) und der Antriebswelle (5) in etwa 5° beträgt, und dass der zweite Winkel (B) zwischen der Radachse (8) des Antriebsrades (4) und der Zwischenwelle (7) in etwa 85° beträgt.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (2) eine Beveloidverzahnung aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (3) eine Spiralverzahnung aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (3) als Hypoidradsatz mit Plus-Achsversetzung ausgeführt ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (2) als erstes Zahnrad ein Antriebsritzel (9) der Antriebswelle (5) und als zweites Zahnrad ein Beveloidrad (10) aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass die zweite Getriebestufe (3) als erstes Zahnrad ein Spiralrad (11) und als zweites Zahnrad ein Tellerrad (12a) aufweist, welches mit einer Radwelle (12) des Antriebsrads (4) verbunden ist.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beveloidrad (10) an einem der Antriebswelle (5) zugewandten Ende der Zwischenwelle (7) und das Spiralrad (11) an einem dem Antriebsrad (4) zugewandten Ende der Zwischenwelle (7) angeordnet sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (7) über eine angestellte Kegelrollenlagerung (13) in X-Anordnung gelagert ist, wobei die Kegelrollenlagerung (13) über eine Nutmutter (14) vorgespannt ist, die im Gehäuseoberteil (15) verschraubt ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Spiralrades (11) kleiner ist, als der Innendurchmesser des Außenringes (16) des unteren Kegelrollenlagers (17) der Kegelrollenlagerung (13).
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radwelle (12) des Antriebsrades (4) über eine angestellte Kegelrollenlagerung (22) in O-Anordnung in dem Gehäuseunterteilt (18) gelagert ist, wobei die Kegelrollenlagerung (22) über eine Nutmutter (19) vorgespannt ist, die auf der Radwelle (12) befestigt ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebestufen (2, 3) mit dem Gehäuseoberteil (15) und dem Gehäuseunterteil (18) sowie dem Antriebsrad (4) über ein Vierpunktlager (20) an einem Fahrzeugrahmen (21) schwenkbar gelagert sind, sodass das Vierpunktlager (20) mit dem Antriebsrad (4) um 360° schwenkbar ist.