DE10225038B4 - Antriebsachse mit integrierter Bremse - Google Patents

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Abstract

Antriebsachse mit integrierter Bremse für elektromotorisch angetriebene Flurförderfahrzeuge, mit einem Einzelradantrieb für jedes der beiden Antriebsräder (10), wobei jeder Einzelradantrieb einen Motor (1), ein Getriebe (2) und eine Bremseinrichtung (9) umfasst, wobei zur Betätigung beider Bremseinrichtungen (9) eine gemeinsame Betätigungseinheit (6) mit einem Aktuator (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5) als Kugelrampenaktuator (5) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit integrierter Bremse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Nach dem Stand der Technik werden heutzutage bei Flurförderfahrzeugen, beispielsweise bei Elektro-Gegengewichtstaplern mit Frontantrieb oft Einzelradantriebe verwendet, die paarweise eingesetzt werden. Die Antriebe werden üblicherweise unabhängig voneinander am Fahrzeugrahmen befestigt. Derartige Antriebssysteme umfassen zwei Elektromotoren, zwei Getriebe und zwei Bremsen mit entsprechenden Betätigungseinrichtungen.
  • Die paarweise einzusetzenden Einzelradantriebe werden vorzugsweise bei kleinen Flurförderfahrzeugen z. B. Gegengewichtstaplern mit Hublasten bis ca. 2000 kg verwendet und bieten den Vorteil einer hervorragenden Wendigkeit, da es möglich ist, die Antriebsräder gegenläufig anzutreiben.
  • Eine Weiterentwicklung dieses Konzeptes sieht vor, bei Beibehaltung eines paarweise einzusetzenden Einzelradantriebs, die zwei Antriebe fest miteinander zu verbinden (Motor-B-Seite mit Motor-B-Seite), so dass dadurch Fahrzeugkräfte aufgenommen werden können. Auch in diesem bekannten Antriebskonzept sind zwei Bremsbetätigungen, eine für jeden Motor, notwendig.
  • Des weiteren sind Antriebsachsen vorgeschlagen worden, welche einen Elektromotor und ein Differentialgetriebe aufweisen. In diesem Fall werden ebenfalls zwei Bremsen und zwei Betätigungseinrichtungen pro Antriebsachse eingesetzt, die auf die Antriebe der Achse wirken, wie es beispielsweise in den Dokumenten DE 200 10 563 U1 und DE 298 20 349 U1 beschrieben ist. Diese Konstruktionen weisen jedoch eine geringere Wendigkeit auf, als die Konstruktionen mit paarweise einzusetzenden Einzelradantrieben.
  • Es ist auch vorgeschlagen worden, lediglich eine Bremse mit einer Betätigungseinrichtung einzusetzen, wobei die Bremse auf das Differential wirkt. Hierdurch entsteht der Nachteil, dass beim Bremsen ein Differentialeffekt auftreten kann, wodurch ein zwangsläufig gleiches Drehmoment an beiden Antrieben bewirkt wird. Das bedeutet, dass, wenn ein Rad eine verminderte Traktion hat, das andere Rad nur ein vermindertes Bremsmoment übertragen kann. Außerdem kann sich das Fahrzeug bei 90° eingeschlagener Lenkung, was beispielsweise bei Gabelstaplern üblich ist, trotz angezogener Bremse um den Mittelpunkt der Antriebsachse drehen.
  • Die DE 40 10 742 C1 beschreibt ein zweistufiges Getriebe mit integrierter Bremse, bei dem an einem fest im Getriebegehäuse aufgenommenen Hohlrad einer als Planetengetriebe ausgeführten zweiten Getriebestufe ein erster Bremslamellenträger angeordnet ist, wobei ein zweiter mit dem ersten Lamellenträger als Lammelenbremse zusammenwirkender Bremslamellenträger an einem der Stirnräder der ersten Getriebestufe angebracht ist. Hierbei ist das den zweiten Lamellenträger aufnehmende Stirnrad über einen das Getriebegehäuse durchdringenden und von außen zu betätigenden Druckstift gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar, so dass die Lamellen zusammengedrückt werden. Diese Konstruktion setzt eine Geradverzahnung der Stirnräder voraus, was jedoch in signifikanter Geräuschentwicklung resultiert.
  • Des weiteren ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 09 732 U1 ein zweistufiges Getriebe mit integrierter Bremse bekannt, bei dem eine starre Verbindung zwischen dem Sonnenrad und dem axial fixierten Sonnenrad vorgesehen ist. Hierbei wird das Stirnrad mit einem in das Sonnenrad übergehenden Lamellenträger mittels der Betätigung einer axial verschiebbaren Druckscheibe verbunden.
  • Die DE 44 33 100 C2 beschreibt ein Getriebe für paarweise einzusetzenden Einzelradantriebe mit integrierter Bremse, mit einem Getriebegehäuse, einer aus einem Ritzel und einem Stirnrad bestehenden ersten Getriebestufe, einer aus einem Sonnenrad, mindestens einem Planetenrad und einem im Getriebegehäuse aufgenommenen Hohlrad bestehenden zweiten Getriebestufe und einer zwischen den beiden Getriebestufen angeordneten Lamellenbremse. Hierbei weist die Lamellenbremse ein Druckelement auf, das über einen das Getriebegehäuse durchdringenden und von außen betätigbaren Druckstift gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar ist, so dass ein Aktivieren der Lamellenbremse ermöglicht wird. Zur Betätigung der in das Getriebe integrierten Bremse ist am Gehäuse ein zweiarmiger Hebel vorgesehen, dessen einer Hebelarm vom Fahrer des Fahrzeugs hydraulisch und/oder mechanisch betätigbar ist. Der zweite Hebelarm liegt an einem Ende des das Getriebegehäuse durchdringenden Druckstifts an und überträgt die Bewegung des ersten Hebelarmes auf den Druckstift und somit auf die Lamellenbremse.
  • Die oben genannte Konstruktion ist jedoch für eine koaxiale Anordnung des Motors nicht geeignet, da der erforderliche Bauraum nicht zur Verfügung steht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von paarweise einzusetzenden Einzelradantrieben eine Antriebsachse mit integrierter Bremse für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderfahrzeuge mit insgesamt zwei Antrieben und zwei Bremsen vorzuschlagen, welche eine einfache Handhabung im Bremsbetrieb ermöglicht und eine größtmögliche Wendigkeit des Fahrzeugs gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird eine Antriebsachse mit einem Einzelradantrieb für jedes der beiden Antriebsräder vorgeschlagen, bei der jeder Einzelradantrieb einen Elektromotor, ein Getriebe und eine Bremseinrichtung umfasst, wobei für beide Bremseinrichtungen eine zentrale Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, so dass nur eine Bremsbetätigung benötigt wird, um beide Antriebsräder zu bremsen.
  • Durch den Entfall einer zweiten Betätigungseinrichtung wird der Aufwand hinsichtlich Einstellen, Entlüftung und Wartung erheblich reduziert. Zudem werden durch die erfindungsgemäße Konzeption die Herstellungskosten sowie das Gesamtgewicht signifikant gesenkt.
  • Die beiden Elektromotoren bleiben weiterhin unabhängig voneinander steuerbar, so dass eine größtmögliche Wendigkeit ermöglicht wird. Dies bedeutet auch, dass obwohl nur eine Betätigungseinheit erforderlich ist, kein Differentialeffekt zwischen den Antriebsrädern während des Bremsvorgangs auftreten kann.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsachse darstellt, näher erläutert.
  • Gemäß der Figur ist eine mechanisch starre Achse vorgesehen. Die zwei Elektromotoren 1 treiben unabhängig voneinander die zwei den Motoren 1 zugeordneten Getriebe 2 an, wobei die Getriebe 2 abtriebsseitig mit den Antriebsrädern 10 des Fahrzeugs verbunden sind.
  • Erfindungsgemäß sind die Motoren 1 koaxial auf der Antriebsachse angeordnet und an ihrer jeweiligen B-Seite mit dem Gehäuse 8 jeweils einer Bremseinrichtung 9 verbunden, welche Bremselemente 3, vorzugsweise Lamellenpakete, wie in der Figur gezeigt, aufnimmt. Die Bremseinrichtungen 9 sind derart nebeneinander angeordnet, dass deren Bremselemente 3 mittels eines Aktuators 5 gleichzeitig betätigbar sind. Für beide Bremseinrichtungen 9 ist eine gemeinsame Betätigungseinheit 6 vorgesehen, bei der die erforderliche Betätigungskraft vorzugsweise mittels des zentralen von der Betätigungseinheit umfassten Aktuators 5 auf die Bremselemente 3 übertragen wird.
  • Durch die konstruktionsbedingte Anordnung der Betätigungseinheit 6 im Bereich der Achsmitte und somit im Bereich der Fahrzeugmitte ist diese für Montage- und Wartungsarbeiten sehr gut zugänglich. Dadurch, dass sich die Betätigungseinheit 6 nicht im Bereich der Rahmenanbindung 11 befindet, wird die Gestaltungsfreiheit für die Rahmenanbindung 11 nicht eingeschränkt.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Kugelrampenaktuators 5, der eine feststehende Scheibe, eine drehbare Scheibe und zwischen den Scheiben angeordnete Kugeln umfasst. 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.
  • Die Bremselemente 3 stützen sich in axialer Richtung einerseits am Aktuator 5 und andererseits an den Motor-B-Schildern 7 ab, wobei das Bremsmoment von den Bremselementen 3 auf die Motor-B-Wellenenden 4 übertragen wird. Aufgrund der gleichen Axialkraft ist das auf beide Antriebsseiten wirkende Bremsmoment näherungsweise gleich, wobei keine mechanische Kopplung der Motor-B-Wellenenden 4 vorgesehen ist.
  • Für den Fall, dass Lamellenbremsen eingesetzt werden, können die Bremslamellen 3 in Öl oder trocken laufen; des weiteren können im Rahmen weiterer Ausführungsformen auch Trommel- oder Scheibenbremsen eingesetzt werden.
  • Ferner kann eine positive Betriebsbremse mit einer positiven oder negativen Feststellbremse bzw. eine negative Betriebsbremse mit einer positiven oder negativen Feststellbremse kombiniert werden. Zudem kann als Betätigungseinheit eine mechanisch, hydraulisch und/oder elektrisch betreibbare Betätigungseinheit eingesetzt werden.
  • Dadurch, dass die Gehäuse beider Antriebsseiten starr miteinander verbunden sind, können die Fahrzeugkräfte von dem Antrieb aufgenommen werden, so dass der Fahrzeugrahmen vorteilhafterweise leichter ausgelegt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsmotor
    2
    Getriebe
    3
    Bremselement
    4
    Motor-B-Wellenende
    5
    Aktuator
    6
    Betätigungseinheit
    7
    Motor-B-Schild
    8
    Bremsgehäuse
    9
    Bremseinrichtung
    10
    Antriebsrad
    11
    Rahmenanbindung

Claims (6)

  1. Antriebsachse mit integrierter Bremse für elektromotorisch angetriebene Flurförderfahrzeuge, mit einem Einzelradantrieb für jedes der beiden Antriebsräder (10), wobei jeder Einzelradantrieb einen Motor (1), ein Getriebe (2) und eine Bremseinrichtung (9) umfasst, wobei zur Betätigung beider Bremseinrichtungen (9) eine gemeinsame Betätigungseinheit (6) mit einem Aktuator (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5) als Kugelrampenaktuator (5) ausgebildet ist.
  2. Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren (1) koaxial auf der Antriebsachse angeordnet sind und an ihrer jeweiligen B-Seite mit dem Gehäuse (8) jeweils einer Bremseinrichtung (9) verbunden sind, wobei die Bremseinrichtungen derart axial nebeneinander angeordnet sind, dass deren Bremselemente (3) mittels eines Aktuators (5) gleichzeitig betätigbar sind.
  3. Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bremselemente (3) der Bremseinrichtungen (9) in axialer Richtung einerseits an dem Aktuator (5) und andererseits an den Motor-B-Schildern (7) abstützen, wobei das Bremsmoment von den Bremselementen (3) auf die Motor-B-Wellenenden (4) übertragen wird.
  4. Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einzelradantriebe starr miteinander verbunden sind.
  5. Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (6) mechanisch, hydraulisch und/oder elektrisch betreibbar ist.
  6. Antriebsachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremseinrichtungen (9) nasslaufende Lamellenbremsen, trockenlaufende Lamellenbremsen, Trommelbremsen oder Scheibenbremsen vorgesehen sind.
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