DE102017214854A1

DE102017214854A1 - Mischtrommelantrieb

Info

Publication number: DE102017214854A1
Application number: DE102017214854.3A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2019-02-28
Also published as: US11458650B2; WO2019038096A1; CN110958934B; CN110958934A; US20200198182A1

Abstract

Ein Mischtrommelantrieb (1) zum Antrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers wird von einem Elektromotor (2) angetrieben und weist eine erste Drehzahlreduzierungsstufe (17), eine zweite Drehzahlreduzierungsstufe (22) und eine dritte Drehzahlreduzierungsstufe (7) auf, wobei eine Lagerung (3) zwischen der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) und der dritten Drehzahlreduzierungsstufe (7) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischtrommelantrieb nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße Mischtrommelantriebe sind dazu geeignet, mittels eines Elektromotors die Mischtrommel eines Fahrmischers in beide Drehrichtungen anzutreiben, um beispielsweise Beton in die Trommel einzuziehen und bei entgegengesetzter Drehrichtung den Beton wieder aus der Mischtrommel heraus zu befördern, um die Mischtrommel zu entleeren.
Ein Mischtrommelantrieb mit einem Elektromotor ist beispielsweise in der JP 2003 226 192 A2 offenbart.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischtrommelantrieb zum Antrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers mittels eines Elektromotors zu schaffen, welcher betriebssicher zu betreiben ist und kompakt ausgeführt sein kann.
Die Aufgabe wird mit einem auf den kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Mischtrommelantrieb gelöst.
Erfindungsgemäß weist der Mischtrommelantrieb drei Drehzahlreduzierungsstufen auf, wobei eine erste und eine zweite Drehzahlreduzierungsstufe auf einer Seite der Lagerung und die dritte Drehzahlreduzierungsstufe auf der anderen Seite der Lagerung angeordnet ist. Das Gewicht der Mischtrommel insbesondere auch die Abstützung der Mischtrommel bei Bremsvorgängen wird über diese Lagerung aufgenommen, welche gleichzeitig die Drehung des Abtriebs des Mischtrommelantriebs ermöglicht. Hierzu ist die Lagerung auf einem Bauteil angeordnet, welches die Lagerung trägt und gleichzeitig mittelbar oder unmittelbar oder einstückig mit einem Bauteil verbunden ist, an welches der Elektromotor anflanschbar ist. Dieses Bauteil, welches die Lagerung trägt, kann mittelbar oder unmittelbar über elastische Elemente mit dem Sockel des Fahrmischers verbunden werden. Die Einzelheiten, wie dieses Bauteil, welches die Lagerung trägt, über die elastischen Elemente mit dem Lagerbock verbunden werden, sind der WO 2006/131335 A2 zu entnehmen, welche hiermit für die Befestigung des Mischtrommelantriebs auf dem Lagerbock vollständig mit umfasst sein soll. Die Lagerung lässt keine Verkippungen zu und ermöglicht somit nur die Abstützung der Gewichts- und Bremskräfte der Mischtrommel bei gleichzeitiger Möglichkeit, die Mischtrommel zu drehen, wodurch sowohl die erste Drehzahlreduzierungsstufe, die zweite Drehzahlreduzierungsstufe und die dritte Drehzahlreduzierungsstufe sowie der Elektromotor den Bewegungen der Mischtrommel folgen, welche in Folge einer Verformung des Fahrgestells des Fahrmischers auftreten. Diese Verformung des Fahrgestells wird somit ausschließlich über die elastischen Elemente aufgenommen, wodurch der gesamte restliche Mischtrommelantrieb den Bewegungen der Mischtrommel folgt.
Indem die Lagerung zwischen der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe und der dritten Drehzahlreduzierungsstufe angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, den schweren Elektromotor näher an dem Bauteil, welches die Lagerung trägt und mit dem Lagerbock in Verbindung steht, zu positionieren, wodurch geringere Kräfte auf die Verbindungen aus einer Gewichtskraft des Elektromotors wirken.
Durch die Verwendung von drei Drehzahlreduzierungsstufen, welche vorzugsweise koaxial als drei einstufige Planetengetriebe ausgeführt sind, besteht die Möglichkeit, einen höherdrehenden, im Durchmesser kleineren Elektromotor zu verwenden. Bei der Verwendung nur einer Drehzahlreduzierungsstufe müsste der Elektromotor weitaus größer ausgebildet sein. Vorzugsweise bildet bei der ersten Drehzahlreduzierungsstufe das Sonnenrad den Antrieb und der Planetenträger den Abtrieb. Auch bei der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe ist es vorteilhaft, wenn das Sonnenrad den Antrieb und der Planetenträger den Abtrieb bildet. Die dritte Drehzahlreduzierungsstufe ist so ausgeführt, dass das Sonnenrad den Antrieb und das Hohlrad den Abtrieb bildet, wobei der Planetenträger drehfest gehalten ist.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung kann die erste Drehzahlreduzierungsstufe, die zweite Drehzahlreduzierungsstufe oder die dritte Drehzahlreduzierungsstufe auch als Stirnradgetriebe ausgeführt sein.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die dritte Drehzahlreduzierungsstufe in einem eigenen Schmierflüssigkeitsraum angeordnet, d.h. der Schmierflüssigkeitsraum der dritten Drehzahlreduzierungsstufe ist vom Schmierflüssigkeitsraum der ersten Drehzahlreduzierungsstufe und der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe flüssigkeitsdicht getrennt. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Niveau des Schmiermittels optimal auf die einzelnen Drehzahlen der Drehzahlreduzierungsstufen anzupassen. Die erste Drehzahlreduzierungsstufe weist die höchste Drehzahl auf und würde somit die meisten Schmiermittelpanschverluste erzeugen. Durch die Wahl des geeigneten Schmiermittelstandes lässt sich der Wirkungsgrad durch die Verringerung der Panschverluste erheblich verbessern.
Vorzugsweise weist die Anflanschfläche, an welche der Elektromotor mit dem Mischtrommelantrieb verbunden wird, eine größere radiale Erstreckung auf als das Hohlrad der ersten Drehzahlreduzierungsstufe. Dadurch kann der Elektromotor in seinem Durchmesser groß ausgeführt werden, welches zu einer Verringerung der axialen Baulänge des Elektromotors führt. Insbesondere bei einem Fahrmischer ist der Bauraum zwischen der Trommel und dem Führerhaus sehr begrenzt, wodurch ein kurzer Elektromotor von Vorteil ist. Der Elektromotor kann somit eine ähnliche Länge wie der Durchmesser aufweisen.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Die einzige Figur zeigt einen Mischtrommelantrieb 1, an welchen ein Elektromotor 2 angeflanscht und somit verbunden ist. Eine Lagerung 3 verbindet das drehende Bauteil 4 mit dem stehenden Bauteil 5. Das stehende Bauteil 5 trägt die Lagerung 3. Das drehende Bauteil weist einen Flansch 6 auf, an welchen sich eine nicht gezeigte Trommel eines Fahrmischers verbinden lässt. Das drehende Bauteil 4 wird von der dritten Drehzahlreduzierungsstufe 7 angetrieben. Die dritte Drehzahlreduzierungsstufe 7 weist ein Hohlrad 8 auf, welches drehfest mit dem drehenden Bauteil 4 verbunden ist oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Des Weiteren weist die dritte Drehzahlreduzierungsstufe 7 ein Sonnenrad 9, einen drehfest gehaltenen Planetenträger 10 und Planetenräder 11 auf. Der Raum 12, in welchem sich die dritte Drehzahlreduzierungsstufe 7 befindet, ist über das Dichtelement 14 flüssigkeitsdicht vom Raum 15 getrennt. Das Dichtelement 13 dichtet den Raum 12 nach aussen zur Umgebung ab. Das stehende Bauteil 5 ist über elastische Elemente 16 mit einem nicht gezeigten Sockel des Vormischers verbindbar und wie in der WO 20016/131335 A2 ausgeführt. Der Planetenträger 10 ist über eine Verzahnung drehfest mit dem stehenden Bauteil 5 verbunden. Die erste Drehzahlreduzierungsstufe 17 weist ein Sonnenrad 18, einen Planetenträger 19, Planetenräder 20 und ein Hohlrad 21 auf. Die zweite Drehzahlreduzierungsstufe 22 weist ein Sonnenrad 23, ein Hohlrad 24, einen Planetenträger 25 und Planetenräder 26 auf. Das Hohlrad 24 und das Hohlrad 21 sind in dem Bauteil 27 angeordnet und drehfest mit diesem verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet, wobei mit dem Bauteil 27 der Elektromotor 2 verbindbar ist. Somit treibt die Abtriebswelle des Elektromotors das Sonnenrad 18 an, der Planetenträger 19 treibt das Sonnenrad 23 an, der Planetenträger 25 treibt das Sonnenrad 9 an und das Hohlrad 8 treibt dann die nicht gezeigte Mischtrommel des Fahrmischers an. Die Fläche 28, über welche der Elektromotor 2 mit dem Bauteil 27 verbindbar ist, ist radial außerhalb der radialen Erstreckung des Hohlrades 21 angeordnet. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass der Elektromotor im Durchmesser sehr groß und in der axialen Baulänge kürzer ausgeführt sein kann. Indem die erste Drehzahlreduzierungsstufe 17 und die zweite Drehzahlreduzierungsstufe 22 auf der einen Seite der Lagerung 3 angeordnet sind, kann der Elektromotor 2 näher an das stehende Bauteil 5 und somit an den Sockel des Fahrmischers heranrücken, wodurch der Hebelarm der Gewichtskraft des Elektromotors 2 sich verringert.
Bezugszeichenliste

1: Mischtrommelantrieb
2: Elektromotor
3: Lagerung
4: drehendes Bauteil
5: stehendes Bauteil
6: Flansch
7: dritte Drehzahlreduzierungsstufe
8: Hohlrad
9: Sonnenrad
10: Planetenträger
11: Planetenrad
12: Raum
13: Dichtelement
14: Dichtelement
15: Raum
16: elastisches Element
17: erste Drehzahlreduzierungsstufe
18: Sonnenrad
19: Planetenträger
20: Planetenrad
21: Hohlrad
22: zweite Drehzahlreduzierungsstufe
23: Sonnenrad
24: Hohlrad
25: Planetenträger
26: Planetenrad
27: Bauteil
28: Fläche

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

JP 2003226192 A2 [0003]
WO 2006/131335 A2 [0006]
WO 20016/131335 A2 [0013]

Claims

Mischtrommelantrieb (1) mit einer ersten Drehzahlreduzierungsstufe (17), einer zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) und einer dritten Drehzahlreduzierungsstufe (7), wobei ein Bauteil mit einem Zahnrad (18) der ersten Drehzahlreduzierungsstufe (22) von einem Elektromotor (2) antreibbar ist und ein weiteres Bauteil (19) mit einem Zahnrad (20) der ersten Drehzahlreduzierungsstufe (17) ein Bauteil mit einem Zahnrad (23) der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) antreibt und ein weiteres Bauteil (25) mit einem Zahnrad (26) der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) ein Bauteil mit einem Zahnrad (9) der dritten Drehzahlreduzierungsstufe (7) antreibt und ein weiteres Bauteil (10) mit einem Zahnrad (11) der dritten Drehzahlreduzierungsstufe (7) ein Bauteil (4) zum Befestigen einer Mischtrommel antreibt und mit einem Bauteil (27) zum Befestigen des Elektromotors (2) und mit einer Lagerung (3), mittels welcher das Bauteil (4) zum Befestigen einer Mischtrommel drehbar ist, wobei die dritte Drehzahlreduzierungsstufe (7) auf der einen Seite der Lagerung (3) und die erste Drehzahlreduzierungsstufe (17) und die zweite Drehzahlreduzierungsstufe (22) auf der anderen Seite der Lagerung (3) angeordnet sind.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehzahlreduzierungsstufe (17) ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad (21), mindestens einem Planetenrad (20) und einem Planetenträger (19) und einem Sonnenrad (18) aufweist, wobei das Sonnenrad (18) das vom Elektromotor (2) antreibbare Bauteil mit einem Zahnrad ist und das Hohlrad (21) drehfest gehalten ist oder die erste Drehzahlreduzierungsstufe (17) ein Stirnradgetriebe aufweist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehzahlreduzierungsstufe (22) ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad (24), mindestens einem Planetenrad (26), einem Planetenträger (25) und einem Sonnenrad (23) aufweist, wobei das Sonnenrad (23) das von der ersten Drehzahlreduzierungsstufe (17) angetriebene Bauteil mit einem Zahnrad ist und das Hohlrad (24) drehfest gehalten ist oder die zweite Drehzahlreduzierungsstufe (22) ein Stirnradgetriebe aufweist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Drehzahlreduzierungsstufe (7) ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad (8), mindestens einem Planetenrad (11), einem Planetenträger (10) und einem Sonnenrad (9) aufweist, wobei das Sonnenrad (9) das von der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) angetriebene Bauteil mit einem Zahnrad ist und das Hohlrad (8) drehfest mit dem Bauteil (4) zum Befestigen einer Mischtrommel verbunden ist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Bauteils (27) zum Befestigen des Elektromotors (2) ein Hohlrad (21) der ersten Drehzahlreduzierungsstufe (17) und ein Hohlrad (24) der zweiten Drehzahlreduzierungsstufe (22) angeordnet ist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (27) zum Befestigen des Elektromotors drehfest mit einem Bauteil (5) verbunden ist, welches die Lagerung (3) trägt.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittelraum (12), in welchem die dritte Drehzahlreduzierungsstufe (17) angeordnet ist, von einem Schmiermittelraum (15), in welchem die zweite Drehzahlreduzierungsstufe (22) angeordnet ist, flüssigkeitsdicht getrennt ist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flanschfläche (28), mittels welcher der Elektromotor (2) befestigbar ist, radial außerhalb der radialen Erstreckung des Hohlrades (21) der ersten Drehzahlreduzierungsstufe (17) angeordnet ist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5), welches die Lagerung (3) trägt, über elastische Elemente (16) mit einem Sockel eines Fahrmischers verbindbar ist.
Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Drehzahlreduzierungsstufe (7) teilweise innerhalb einer Mischtrommel angeordnet ist.
Fahrmischer mit einer Mischtrommel und einem Elektromotor (2) und einem Mischtrommelantrieb (1) nach Anspruch 1.
Fahrmischer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) den Bewegungen der Mischtrommel infolge von Verwindungen des Fahrgestells des Fahrmischers folgt.