DE102019212556B3 - Drive arrangement with power-split gear - Google Patents
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Abstract
Antriebsanordnung umfassend ein Antriebselement, ein Rollelement und ein Getriebe mit einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz, welche koaxial zueinander angeordnet sind, wobei durch die Anordnung der Planetenradsätze eine Leistungsverzweigung bereitgestellt wird, und wobei eine Antriebswelle drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist, wodurch eine Drehbewegung in das Getriebe einleitbar ist und auf eine Abtriebswelle und das damit verbundene Rollelement übersetzt übertragen wird.Drive arrangement comprising a drive element, a rolling element and a transmission with a first and a second planetary gear set, which are arranged coaxially to one another, wherein a power split is provided by the arrangement of the planetary gear sets, and wherein a drive shaft is rotatably connected to the drive element, whereby a rotary movement in the transmission can be initiated and is transmitted translated to an output shaft and the associated rolling element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einem leistungsverzweigten Getriebe, insbesondere für einen Radnabenantrieb. Entsprechende Getriebe bzw. Radnabenantriebe finden ihre Verwendung in Elektromobilen, elektrischen Flurförderfahrzeugen oder in elektrischen Fahrzeugen im Allgemeinen. Ferner eignen sie sich für eine Verwendung in fahrerlosen Transportsystemen (FTS), auch Automated Guided Vehicles (AGV) genannt. Hierbei handelt es sich um flurgebundene Fördermittel oder Fahrzeuge mit eigenem Fahrantrieb, welcher häufig als elektrischer Antrieb ausgebildet ist. FTS werden automatisch gesteuert und berührungslos geführt. Sie dienen dem Materialtransport, wobei das FTS selbst bereits das zu transportierende Material laden, oder geeignete Anhänger ziehen kann.The present invention relates to a drive arrangement with a power-split transmission, in particular for a wheel hub drive. Corresponding gearboxes or wheel hub drives are used in electric vehicles, electric industrial trucks or in electric vehicles in general. They are also suitable for use in driverless transport systems (AGVs), also called automated guided vehicles (AGV). These are floor-bound conveyors or vehicles with their own drive, which is often designed as an electric drive. AGVs are controlled automatically and guided without contact. They are used to transport material, whereby the AGV itself can load the material to be transported or pull suitable trailers.
Ferner ist aus
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, eine alternative Antriebsanordnung vorzusehen, welche besonders kompakt baut und gleichzeitig eine hohe Leistungsübertragung ermöglicht.The object of the present invention is to be seen in providing an alternative drive arrangement which is particularly compact and at the same time enables high power transmission.
Die Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gelöst, wobei diese ein Antriebselement, ein Rollelement und ein Getriebe mit einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz umfasst. Die beiden Planetenradsätze sind koaxial zueinander angeordnet sind, wobei durch die Anordnung der Planetenradsätze eine Leistungsverzweigung bereitgestellt wird. Dies hat eine gleichmäßige Lastverteilung zur Folge, wodurch eine Überlastung eines Leistungspfads verhindert wird. Bei dem Antriebselement handelt es sich um einen Motor, bevorzug um eine elektrische Maschine. Diese kann sowohl motorisch, als auch generatorisch betrieben werden. Das Rollelement beschreibt dabei ein radähnliches Element, welches auf einer Fahrbahn abrollt. Dabei kann das Rollelement als Rad oder als Felge ausgeführt. Mit anderen Worten weist das Rollelement eine kreisförmige, zylindrische oder elliptische Außenkontur auf, welche auf einer Fahrbahn abrollt. Daraus ergibt sich auch eine parallel zu der Fahrbahn angeordnete Rotationsachse des Rollelements.The object is achieved with a drive arrangement according to the invention, which comprises a drive element, a rolling element and a transmission with a first and a second planetary gear set. The two planetary gear sets are arranged coaxially with one another, the arrangement of the planetary gear sets providing a power split. This results in an even load distribution, which prevents overloading of a power path. The drive element is a motor, preferably an electrical machine. This can be operated both as a motor and as a generator. The rolling element describes a wheel-like element that rolls on a roadway. The rolling element can be designed as a wheel or a rim. In other words, the rolling element has a circular, cylindrical or elliptical outer contour which rolls on a roadway. This also results in an axis of rotation of the rolling element arranged parallel to the roadway.
Eine Antriebswelle des Getriebes ist drehfest mit dem Antriebselement verbunden, wodurch eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment des Antriebselements in das Getriebe einleitbar ist und auf eine Abtriebswelle und das damit verbundene Rollelement übersetzt übertragen wird. Dabei ergibt sich die Übersetzung von Drehmoment und Drehzahl aus der Auslegung der Planetenradsätze.A drive shaft of the transmission is connected to the drive element in a rotationally fixed manner, whereby a rotary movement or a torque of the drive element can be introduced into the transmission and transmitted to an output shaft and the roller element connected to it. The translation of torque and speed results from the design of the planetary gear sets.
Ferner kämmt ein Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit Planetenrädern, welche weiter mit einem Hohlrad kämmen. Ein Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist ferner mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden. Das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ist mit einem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit Planetenrädern kämmt. Diese kämmen weiter mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes, während ein Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit einem Gehäuse verbunden ist. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist letztendlich mit der Abtriebswelle verbunden. Über den beschriebenen Leistungsfluss wird im Ergebnis eine Übertragung einer Drehbewegung von dem Antriebselement auf die Abtriebswelle bzw. das Rollelement mit den genannten Vorteilen bei Bauraum und Leistungsfähigkeit realisiert.Furthermore, a sun gear of the first planetary gear set meshes with planet gears, which further mesh with a ring gear. A planet carrier of the first planetary gear set is also connected to the output shaft of the transmission. The ring gear of the first planetary gear set is connected to a sun gear of the second planetary gear set, the sun gear of the second planetary gear set meshing with planet gears. These further mesh with a ring gear of the second planetary gear set, while a planet carrier of the second planetary gear set is connected to a housing in a rotationally fixed manner. The ring gear of the second planetary gear set is ultimately connected to the output shaft. As a result, the power flow described is used to transfer a rotary movement from the drive element to the output shaft or the rolling element with the advantages mentioned in terms of installation space and performance.
In einer möglichen Ausgestaltung ist das Rollelement als Felge ausgeführt. Dementsprechend bildet das Rollelement einen Teil eines Rades aus, insbesondere einen solchen, auf den üblicherweise ein Reifen aufgezogen wird. Der Reifen stellt dabei eine Lauffläche bereit, mittels welcher das Rad auf einer Fahrbahn abrollt.In one possible embodiment, the rolling element is designed as a rim. Accordingly, the rolling element forms part of a wheel, in particular one on which a tire is usually fitted. The tire provides a tread by means of which the wheel rolls on a roadway.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind das Rollelement und die Abtriebswelle einstückig ausgebildet. Insbesondere könnte dafür die Abtriebswelle als Hohlzylinder oder Korb ausgebildet sein, sodass diese gleichzeitig die Eigenschaften einer Felge übernimmt. Hierdurch kann auf das vorsehen einer separaten Felge verzichtet werden.According to a further embodiment, the rolling element and the output shaft are formed in one piece. In particular, the output shaft could be designed as a hollow cylinder or basket so that it simultaneously takes on the properties of a rim. This means that there is no need to provide a separate rim.
Anstatt des Reifens kann das Rollelement auch eine Rad-Bandage zur Ausbildung einer Lauffläche aufweisen. Dabei ist eine Schicht eines geeigneten Materials radial außenliegend angebracht. Insbesondere soll durch eine entsprechende Rad-Bandage ein optimiertes Abrollverhalten zwischen Rad und Fahrbahn sichergestellt werden. Neben der Gewährleistung einer ausreichenden Traktion, Spurführung, Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen des elektrischen Fahrzeugs kann beispielsweise durch eine solche Rad-Bandage auch eine Dämpfung von Stößen und Vibrationen erfolgen. Dies wird insbesondere durch Verwendung einer Rad-Bandage mit elastischen Eigenschaften erreicht. Die Rad-Bandage kann als Vollstück, oder durch das Aufbringen von laminar angeordneten Schichten hergestellt werden. In Ergänzung dazu kann auf einer Außenseite der Rad-Bandage eine geeignete Profilierung vorgesehen werden.Instead of the tire, the rolling element can also have a wheel bandage to form a tread. A layer of a suitable material is applied radially on the outside. In particular, an appropriate wheel bandage should ensure optimized rolling behavior between the wheel and the roadway. In addition to ensuring sufficient traction, tracking, acceleration and deceleration processes of the electric vehicle, such a wheel bandage can also dampen shocks and vibrations. This is achieved in particular by using a wheel bandage with elastic properties. The wheel bandage can be produced as a full piece or by applying layers arranged in a laminar manner. In addition to this, a suitable profile can be provided on the outside of the wheel drum.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Rad-Bandage aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polyurethan-Kunststoff, oder aus Naturgummi/Naturkautschuk hergestellt. Je nach Anwendungsgebiet können entweder die elastischen Eigenschaften, oder eine chemische und/oder mechanische Beständigkeit gegen äußere Einflüsse bei der Werkstoffzusammensetzung der Rad-Bandage im Vordergrund stehen. Folglich können auch entsprechende Werkstoffgemische inklusive beigemischter Additive für die Herstellung der Rad-Bandage verwendet werden.According to a further development, the wheel bandage is made from a plastic, in particular a polyurethane plastic, or from natural rubber / natural rubber. Depending on the area of application, either the elastic properties or chemical and / or mechanical resistance to external influences can be in the foreground in the material composition of the wheel bandage. As a result, corresponding material mixtures including mixed additives can also be used for the production of the wheel drum.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Fahrzeug vorgeschlagen, welches wenigstens eine Antriebsanordnung der zuvor genannten Art umfasst. Bei dem elektrischen Fahrzeug handelt es sich dabei vorteilhaft um ein fahrerloses Transportsystem.According to a further aspect of the present invention, an electric vehicle is proposed which comprises at least one drive arrangement of the aforementioned type. The electric vehicle is advantageously a driverless transport system.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Fahrzeugs weist diese zwei Antriebsanordnungen der zuvor genannten Art auf. Ferner weist das elektrische Fahrzeug eine Recheneinheit auf, mit welcher die zwei Antriebsanordnungen signalübertragend verbunden sind. Die Recheneinheit ist dazu geeignet und vorgesehen, Signale zur Ansteuerung an die Antriebsanordnungen zu senden, und gleichzeitig (Betriebszustands-) Daten zu erhalten. Die Daten können dabei den Betriebszustand der Antriebsanordnungen oder auch eines Energiespeichers (z.B. Batterie oder Akkumulator) enthalten. Der Energiespeicher stellt dabei die erforderliche Energie für die (elektrischen) Antriebselemente bereit.In a further development of the electric vehicle according to the invention, it has two drive arrangements of the type mentioned above. Furthermore, the electric vehicle has a processing unit with which the two drive arrangements are connected in a signal-transmitting manner. The processing unit is suitable and provided for sending signals for control to the drive arrangements and at the same time receiving (operating status) data. The data can contain the operating status of the drive arrangements or an energy store (e.g. battery or accumulator). The energy store provides the required energy for the (electrical) drive elements.
Ferner kann die Recheneinheit mit Sensoren zur Positionsbestimmung und Routenführung kommunizieren. Auch ein Datenaustausch mit einer übergeordneten Recheneinheit mittels einer drahtlosen Datenschnittstelle kann über die Recheneinheit abgebildet werden. Hierdurch können beispielsweise Fahranforderungen zu einer Be-/Entladestelle oder Befehle für das Durchführen eines beliebigen Arbeitsschrittes übermittelt werden.Furthermore, the computing unit can communicate with sensors for position determination and route guidance. A data exchange with a higher-level processing unit by means of a wireless data interface can also be mapped via the processing unit. In this way, for example, driving requests to a loading / unloading point or commands for carrying out any work step can be transmitted.
Insbesondere ist die Recheneinheit derart signalübertragend mit den Antriebsanordnungen verbunden, dass neben einer reinen Antriebsfunktion auch eine Richtungssteuerung des elektrischen Fahrzeugs realisierbar ist. Dementsprechend wäre je eine Antriebsanordnung auf einer linken Fahrzeugseite und eine Antriebsanordnung auf einer rechten Fahrzeugseite vorzusehen. Durch gezielte Ansteuerung der Antriebsanordnungen kann somit auch eine Kurvenfahrt, ein Wendemanöver oder ein Fahrtrichtungswechsel initiiert werden. Auch sind Ausführungen eines elektrischen Fahrzeugs mit mehr als zwei Antriebsanordnungen möglich.In particular, the computing unit is connected to the drive arrangements in a signal-transmitting manner in such a way that, in addition to a pure drive function, direction control of the electric vehicle can also be implemented. Accordingly, a drive arrangement would each have to be provided on a left side of the vehicle and a drive arrangement on a right side of the vehicle. Through targeted control of the drive arrangements, cornering, a turning maneuver or a change of direction can also be initiated. Designs of an electric vehicle with more than two drive arrangements are also possible.
Die erfindungsgemäßen Merkmale können dabei jeweils für sich oder in beliebiger Kombination miteinander vorgesehen werden.The features according to the invention can be provided individually or in any combination with one another.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden einzigen Figur näher erläutert. Dabei zeigt
Ein Sonnenrad
Das Antriebselement
In der hier gezeigten Ausführungsform ist ferner die Rad-Bandage
Je nach Ausführung kann auch vorgesehen werden, dass das Antriebselement
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AntriebsanordnungDrive arrangement
- 22
- AntriebselementDrive element
- 33
- RollelementRolling element
- 44th
- Getriebetransmission
- 55
- Antriebswelledrive shaft
- 66th
- AbtriebswelleOutput shaft
- 77th
- SonnenradSun gear
- 88th
- PlanetenräderPlanetary gears
- 99
- HohlradRing gear
- 1010
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 1111
- SonnenradSun gear
- 1212
- PlanetenräderPlanetary gears
- 1313
- HohlradRing gear
- 1414th
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 1515th
- Felgerim
- 1616
- Rad-BandageWheel bandage
- 1717th
- LaufflächeTread
- 1818th
- Verbindungselement Connecting element
- I, III, II
- PlanetenradsatzPlanetary gear set
- GG
- Gehäusecasing
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019212556.5A DE102019212556B3 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Drive arrangement with power-split gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019212556.5A DE102019212556B3 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Drive arrangement with power-split gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019212556B3 true DE102019212556B3 (en) | 2020-10-22 |
Family
ID=72660420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019212556.5A Active DE102019212556B3 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Drive arrangement with power-split gear |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102019212556B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4098464A1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-12-07 | Robert Bosch GmbH | Drive arrangement |
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DE3924817A1 (en) * | 1989-07-27 | 1991-01-31 | Stehle Josef & Soehne | DRIVE, ESPECIALLY FOR WHEELCHAIRS |
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DE112013003270T5 (en) * | 2012-06-29 | 2015-04-23 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Traveling device for dump trucks |
-
2019
- 2019-08-22 DE DE102019212556.5A patent/DE102019212556B3/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |