DE10219921B4 - Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Flurförderfahrzeuge, mit einem Antriebsmotor, welcher mit einer Motorwelle über eine Stirnradstufe und ein Differential Planetenstufen antreibt, welche den Abtrieb mit angeschlossenen Abtriebswellen bilden, wobei zumindest eine Bremseinrichtung mit einer Betätigungseinheit für den Abtrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bremseinrichtung über eine dazugehörige Betätigungseinheit (13, 13') mit einem Kugelrampenaktuator (12, 12') sowohl mechanisch als auch hydraulisch betätigbar ist, wobei die Bremseinrichtung direkt auf die jeweilige Abtriebswelle (6, 7) wirkt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus dem Stand der Technik sind Antriebsachsen z. B. für Flurförderfahrzeuge, wie beispielsweise für Elektro-Gegengewicht-Gabelstapler mit Frontantrieb, bekannt.
- Es ist möglich, dass bei den bekannten Antriebsachsen ein Elektromotor und ein Differential bzw. Verteilergetriebe vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung können z. B. zwei Bremseneinrichtungen vorgesehen sein, sodass an jeder Abtriebswelle eine Bremseinrichtung eingesetzt wird, die jeweils ein entsprechendes Bremsmoment auf die Abtriebswellen aufbringen kann, wie es beispielsweise in den Dokumenten
DE 200 10 563 U1 undDE 298 20 349 U1 beschrieben ist. Dort weist die Betätigungseinheit jeder Bremseinrichtung einen einseitigen Hebel auf, welcher den Nachteil eines hohen konstruktiven Aufwandes im Getriebe und eines hohen Platzbedarfes hat. - Ferner besteht der Nachteil, dass bei einer hydraulischen Betätigung der Bremseinrichtung z. B. mit einem Ringkolben keine mechanische Betätigung ohne erheblichen zusätzlichen konstruktiven Aufwand möglich ist.
- Des weiteren ist eine Antriebsachse für Flurförderfahrzeuge bekannt, bei der ein zweiseitiger Hebel zur Betätigung der Bremseinrichtung vorgesehen ist. Dieser kann jedoch nicht verwendet werden, wenn die Betätigungskraft im Zentrum der Bremseinrichtung angreifen muss.
- Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass lediglich eine Bremseinrichtung bei der Antriebsachse eingesetzt wird, wobei diese Bremseinrichtung auf das Differential wirkt. Beim Bremsen wird dann der Motor abgebremst. Bei dieser Anordnung ist es möglich, dass durch den Differentialeffekt, wodurch das Antriebsmoment auf beide Abtriebwellen aufgeteilt wird, bei beiden Rädern kein ausreichendes Bremsmoment aufgebracht werden kann. Es ist zum Beispiel denkbar, dass ein Antriebsrad beim Bremsen auf einer Ölspur oder auf Eis schlupft. In diesem Fall kann auch das zweite Rad kein höheres Bremsmoment auf den Boden übertragen, sodass sicherheitskritische Situationen nicht ausgeschlossen sind.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsachse insbesondere für Flurförderfahrzeuge vorzuschlagen, welche eine Bremseinrichtung aufweist, die eine sichere Abbremsung in jeder Fahrsituation ermöglicht und bei der eine variable möglichst einfache Betätigung ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand ermöglicht wird.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Demnach wird eine erfindungsgemäße Antriebsachse vorgeschlagen, welche eine Bremseinrichtung für jede Abtriebseite aufweist, die sowohl mechanisch als auch hydraulisch mit einem Kugelrampenaktuator betätigbar ist. Diese Anordnung von jeweils einer Bremseinrichtung an jeder Abtriebswelle ohne Zwischenschaltung eines Verteilergetriebes ermöglicht in vorteilhafter ein sicheres Abbremsen des Fahrzeuges ohne das Auftreten eines Differentialeffektes.
- Die Betätigungseinheit jeder Bremseinrichtung kann zumindest einen Kugelrampenaktuator aufweisen. Es ist auch möglich, andere geeignete Betätigungseinheiten zu verwenden, welche ebenfalls eine mechanische und hydraulische Betätigung der Bremseinrichtung zulassen. Bei der Verwendung von Kugelrampenaktuatoren ist es von Vorteil, dass diese mit der Betätigungseinheit komplett montiert bezogen werden können, sodass der Montageaufwand bei der erfindungsgemäßen Antriebsachse gering ist.
- Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Betätigungseinheit im Fall einer mechanischen Betätigung ein geeignet geführtes Bremsseil oder dergleichen aufweist, um die Bremseinrichtung der erfindungsgemäßen Antriebsachse zu betätigen. Im Fall einer hydraulischen Betätigung kann die Betätigungseinheit einen geeigneten Betätigungszylinder oder dergleichen umfassen. Es ist auch möglich eine hydraulische und mechanische Betätigung miteinander zu kombinieren.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bremseinrichtung direkt auf die Planetenstufe jedes Abtriebs wirkt. Auf diese Weise ist zwischen dem Abtrieb und der Bremseinrichtung kein Verteilergetriebe bzw. kein Differential geschaltet, sodass eine sichere Abbremsung des Fahrzeuges mit der Antriebswelle realisiert wird.
- Im Zuge einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bremseinrichtung eine nasslaufende Lamellenbremse aufweist, wobei die Außenlamellen der Lamellenbremse an dem Hohlrad der Planetenstufe gehalten sind und wobei sich die Innenlamellen der Lamellenbremse an den jeweiligen Abtriebswellen abstützen. Es können auch andere Bremsen, wie z. B. Trommelbremsen oder dergleichen eingesetzt werden; jedoch hat sich gezeigt, dass Lamellenbremsen in vorteilhafter Weise wartungsfrei und von den Umgebungsbedingungen weitgehend unabhängig sind. Die jeweilige Lamellenbremse kann mittels einer einfachen Anordnung durch den Kugelrampenaktuator zusammengedrückt werden, sodass ein entsprechendes Bremsmoment auf die jeweilige Abtriebswelle wirkt.
- Vorzugsweise kann ein koaxialer Antrieb nach der Erfindung bei einem frontgetriebenen Gegengewicht-Gabelstapler verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Antrieb zumindest teilweise vorzugsweise an der der Fahrbahn abgewandten Seite der Antriebsachse in das Achsgehäuse der Antriebsachse integriert ist.
- Es ist möglich, dass die Motorwelle eine direkt aufgebrachte Verzahnung aufweist und dass die Stirnradstufe als Doppelvorgelegestufe ausgebildet ist. Dies ist insbesondere für größere Übersetzungen z. B. bei AC-Motoren mit höherer Drehzahl erforderlich. Vorzugsweise kann der konstruktive Aufbau des Achsgehäuses und des Motorgehäuses drei Trennflächen aufweisen. Auf diese Weise kann ein Differential-Stirnrad-Gehäuse und jeweils ein Abtriebsgehäuse mit einem Planetentrieb und einer Bremseinrichtung realisiert werden.
- Die erfindungsgemäße Konzeption schlägt eine Antriebsachse als Gesamt-Antriebssystem vor, bei der zumindest ein Motor, eine Stirnradstufe, ein Differential, eine nasslaufende Lamellenbremse als Bremseinrichtung und ein Planetengetriebe vorgesehen ist, wobei die Bremsbetätigung mittels Kugelrampenaktuator hydraulisch und/oder mechanisch erfolgt.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine geschnittene Ansicht einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Antriebsachse; -
2 eine schematische Teilansicht gemäß1 mit einer Doppelvorgelegestufe; -
3 eine geschnittene Ansicht einer weiteren möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Antriebsachse und -
4 eine quergeschnittene Ansicht gemäß3 mit einer hydraulisch betätigten Bremseinrichtung. - In
1 und2 ist eine erfindungsgemäße Antriebsachse dargestellt, bei der der Antriebsmotor1 koaxial zu den Abtriebswelle6 ,7 angeordnet ist. - Der Antrieb erfolgt durch den Antriebsmotor
1 , wobei ein Antriebsritzel2 mit der Welle des Antriebsmotors1 verbunden ist. Das Antriebsritzel2 treibt über ein Zwischenrad3 ein Stirnrad4 der Stirnradstufe an. Die Achsabstände bei der Stirnradstufe sind derart gewählt, dass die Achsen des Antriebsritzels2 und des Stirnrads4 koaxial angeordnet sind. Das Stirnrad4 treibt das Gehäuse des Differentials5 an, wobei das Differential5 das Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen6 ,7 verteilt, welche gleichzeitig das Sonnenrad für die beiden Planetenradstufen14 ,14' bilden. Die beiden Planetenträger18 ,18' bilden jeweils den Abtrieb und treiben die Räder16 ,16' des Fahrzeuges an, wobei die Räder16 ,16' jeweils über einen Radflansch19 ,19' mit der jeweiligen Abtriebswelle6 ,7' verbunden sind. - Die Bremseeinrichtung ist als nasslaufende Lamellenbremse
10 ,10' ausgeführt, wobei für jeden Abtrieb eine Lamellenbremse10 ,10' vorgesehen ist. Jede Lamellenbremse10 ,10' wirkt direkt auf die jeweilige Planetenradstufen14 ,14' . Die Außenlamellen8 ,8' jede Lamellenbremse10 ,10' werden im Hohlrad11 ,11' jeder Planetenstufe14 ,14' gehalten. Die Innenlamellen9 ,9' jede Lamellenbremse10 ,10' stützen sich in der Laufverzahnung der Abtriebswellen6 und7 ab. Jede Lamellenbremse10 ,10' kann mit Hilfe eines Kugelrampenaktuators12 ,12' zusammengedrückt werden. Dadurch entsteht das Bremsmoment an der jeweiligen Abtriebsseite bzw. an dem Jeweiligen Rad16 ,16' des Flurförderfahrzeuges. Jeder Kugelrampenaktuator12 ,12' kann durch jeweils eine Betätigungseinheit13 ,13' entweder mechanisch mittels eines Bremsseiles oder hydraulisch mittels eines Bremszylinders betätigt werden. - In
2 ist eine mögliche Variante hinsichtlich des Antriebs gemäß1 gezeigt, bei der die Stirnradstufe als Doppelvorgelegestufe21 ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für größere Übersetzungen z. B. bei AC-Motoren mit höherer Drehzahl von Vorteil. - In
3 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsachse dargestellt, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen wie in1 verwendet werden. - Auch diese Antriebsachse ist beispielsweise für frontgetriebene Gegengewicht-Gabelstapler geeignet. Der Antrieb erfolgt durch den Antriebsmotor
1 , der teilweise in das Achsgehäuse15 der Antriebsachse integriert ist. Ein Antriebsritzel2 ist mit der Welle des Antriebmotors1 verbunden und treibt das Stirnrad4 an. Es ist möglich, dass zwischen dem Antriebsritzel2 und dem Stirnrad4 ein Zwischenrad3 geschaltet ist, um den erforderlichen Achsabstand zu erreichen, ohne einen zu großen Durchmesser des Stirnrades4 vorsehen zu müssen. Das Stirnrad4 treibt, wie bei der in1 dargestellten Ausgestaltung, das Gehäuse des Differentials5 an, welches das Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen6 und7 verteilt. Von den beiden Abtriebswellen6 ,7 wird jeweils ein Rad16 ,16' des Fahrzeuges angetrieben. Als Bremseinrichtung wird ebenfalls jeweils für jede Abtriebsseite eine Lamellenbremse10 ,10' verwendet. - In
4 wird eine quergeschnittene Ansicht gemäß3 mit einer hydraulisch betätigten Lamellenbremse10 ,10' gezeigt. Die Betätigungseinheit13 ist derart ausgestaltet, dass sowohl eine hydraulische, als auch eine mechanische Betätigung möglich ist. - Zur Betätigung der Lamellenbremse
10 ,10' weist die Betätigungseinheit13 ,13' jeweils einen Kugelrampenaktuator12 ,12' auf. Der Kugelrampenaktuator12 ,12' umfasst eine feststehende Scheibe, eine drehbare Scheibe und zwischen den Scheiben angeordnete Kugeln. Beim Betätigen der Bremse wird die drehbare Scheibe verdreht, wodurch aufgrund einer Steigung der Kugellaufbahnen beide Scheiben auseinandergerückt werden, so dass durch die drehbare Scheibe eine axiale Kraft auf das Lamellenpaket ausgeübt wird. - Besonders vorteilhaft ist es, dass die Betätigungseinheit
13 ,13' mit dem Kugelrampenaktuator12 ,12' komplett montiert erhältlich ist. Dadurch reduziert sich der Montageaufwand. Bei der in4 dargestellten hydraulischen Betätigung ist ein hydraulischer Betätigungszylinder20 ,10' vorgesehen, welcher von außen zugänglich ist, sodass dieser bei einem Dichtungsausfall auf einfachste Weise ausgetauscht werden kann. - Die erfindungsgemäße Konzeption mit einer Stirnradstufe als Standgetriebe, einem Hohlrad, einem Differential- bzw. Verteilergetriebe weist Lamellenbremsen auf, welche als Betätigungseinheit zur hydraulischen und mechanischen Betätigung einen Kugelrampenaktuator haben. Die erfindungsgemäße Anordnung von jeweils einer Bremse je Abtriebsseite lässt ein sicheres Abbremsen des Fahrzeuges ohne einen Differentialeffekt zu.
- Ferner ist der konstruktive Aufbau mit vorzugsweise drei Gehäuse-Trennflächen, umfassend das Motorgehäuse ein zugleich tragendes Achsgehäuse mit Differential-Stirnrad-Gehäuse und Abtriebsgehäuse
17 ,17' mit Planetenantrieb und Bremse, besonders vorteilhaft. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Antriebsritzel
- 3
- Zwischenrad
- 4
- Stirnrad
- 5
- Differential
- 6
- Abtriebswelle
- 7
- Abtriebswelle
- 8, 8'
- Außenlamelle
- 9, 9'
- Innenlamelle
- 10, 10'
- Lamellenbremse
- 11
- Hohlrad
- 12, 12'
- Kugelrampenaktuator
- 13, 13'
- Betätigungseinheit
- 14, 14'
- Planetenstufe
- 15
- Achsgehäuse
- 16, 16'
- Räder
- 17, 17'
- Abtriebsgehäuse
- 18, 18'
- Planetenträger
- 19, 19'
- Radflansch
- 20
- Betätigungszylinder
- 21
- Doppelvorgelegestufe
Claims (14)
- Antriebsachse für elektromotorisch angetriebene Flurförderfahrzeuge, mit einem Antriebsmotor, welcher mit einer Motorwelle über eine Stirnradstufe und ein Differential Planetenstufen antreibt, welche den Abtrieb mit angeschlossenen Abtriebswellen bilden, wobei zumindest eine Bremseinrichtung mit einer Betätigungseinheit für den Abtrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bremseinrichtung über eine dazugehörige Betätigungseinheit (
13 ,13' ) mit einem Kugelrampenaktuator (12 ,12' ) sowohl mechanisch als auch hydraulisch betätigbar ist, wobei die Bremseinrichtung direkt auf die jeweilige Abtriebswelle (6 ,7 ) wirkt. - Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (
13 ,13' ) bei einer hydraulischen Betätigung einen Betätigungszylinder (20 ) aufweist. - Antriebsachse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (
13 ,13' ) bei einer mechanischen Betätigung ein geeignet geführtes Bremsseil aufweist. - Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseeinrichtung direkt auf die jeweilige Planetenradstufe (
14 ,14' ) jeder Abtriebswelle (6 ,7 ) wirkt. - Antriebsachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung eine nasslaufende Lamellenbremse (
10 ,10' ) aufweist, wobei die Außenlamellen (8 ,8' ) jeder Lamellenbremse (10 ,10' ) am Hohlrad (12 ) der Planetenstufe (14 ,14' ) gehalten sind und wobei sich die Innenlamellen (9 ,9' ) jeder Lamellenbremse (10 ,10' ) an den jeweiligen Achswellen (6 ,7 ) abstützen. - Antriebsachse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lamellenbremse (
10 ,10' ) durch den zugeordneten Kugelrampenaktuator (13 ,13' ) zusammendrückbar ist, sodass ein entsprechendes Bremsmoment auf die jeweilige Abtriebswelle (6 ,7 ) wirkt. - Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxialer Antrieb vorgesehen ist.
- Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsritzel (
2 ) mit der Motorwelle des Antriebsmotors (1 ) verbunden ist, welche über ein Zwischenrad (3 ) ein Stirnrad (4 ) der Stirnradstufe antreibt, wobei die Achsabstände der Stirnradstufe derart gewählt sind, dass die Achsen des Antriebsritzels (2 ) und des Stirnrads (4 ) koaxial angeordnet sind, wobei das Stirnrad (4 ) das Gehäuse des Differential (5 ) antreibt, welches das Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen (6 ,7 ) verteilt, welche das jeweilige Sonnenrad für die Planetenradstufen (14 ,14' ) sind und wobei der Planetenträger (18 ) der Antrieb der Planetenstufen (14 ,14' ) ist. - Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zumindest teilweise an der der Fahrbahn abgewandten Seite der Antriebsachse in das Achsgehäuse (
15 ) der Antriebsachse integriert ist. - Antriebsachse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsritzel (
2 ) mit der Motorwelle des Antriebmotors (1 ) verbunden ist und ein Stirnrad (4 ) antreibt, wobei das Stirnrad (4 ) das Gehäuse des Differentials (5 ) antreibt, das das Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen (6 ,7 ) verteilt, wobei die Abtriebswellen (6 ,7 ) jeweils das Sonnenrad für die jeweilige Planetenradstufe (14 ,14' ) bilden. - Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle eine direkt aufgebrachte Verzahnung aufweist.
- Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufe als Doppelvorgelegestufe (
21 ) ausgebildet ist. - Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgehäuse (
15 ) und das Motorgehäuse drei Trennflächen aufweisen. - Verwendung einer Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese bei einem frontgetriebenen Gegengewicht-Gabelstapler verwendet wird.
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