DE10325127A1

DE10325127A1 - Antriebseinrichtung mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik

Info

Publication number: DE10325127A1
Application number: DE2003125127
Authority: DE
Inventors: Franz Forster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-23
Also published as: JP4621440B2; JP2004359229A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik. Der Fahrantrieb weist eine Antriebsachse (1) mit mindestens einem Fahrmotor (2a bzw. 2b) und die Arbeitshydraulik mindestens einen zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe (8) vorgesehenen Elektromotor (7) auf, der in die Antriebsachse (1) zumindest teilintegriert oder unmittelbar an der Antriebsachse (1) angeordnet ist. Um bei geringem Platzbedarf den Einsatzbereich der Antriebseinrichtung zu erweitern, sind erfindungsgemäß der Elektromotor (7) und die Pumpe (8) sowie ein zweiter Elektromotor (10) und eine davon angetriebene zweite Pumpe (9) zu einer rechtwinklig zur Antriebsachse (1) angeordneten Baugruppe zusammengefasst. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung können auch der Elektromotor (7) und die Pumpe (8) rechtwinklig zur Antriebsachse angeordnet und benachbart dazu ein zweiter Elektromotor (10) und eine davon angetriebene zweite Pumpe (9) vorgesehen sein. In beiden Fällen ist die zweite Pumpe (9) bevorzugt zur Versorgung einer Lenkhydraulik der Arbeitsmaschine vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse mit mindestens einem Fahrmotor und die Arbeitshydraulik mindesten einen zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe vorgesehenen Elektromotor aufweist, der in die Antriebsachse zumindest teilintegriert oder unmittelbar an der Antriebsachse angeordnet ist.

Eine gattungsgemäße Antriebseinrichtung ist aus der DE 100 63 167 A1 bekannt. Die Antriebseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Hauptkomponenten des Fahrantriebs und der Arbeitshydraulik, nämlich mindestens ein Fahrmotor und mindestens ein Elektromotor einer Pumpe der Arbeitshydraulik räumlich zusammengefasst sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die bei geringem Platzbedarf einen erweiterten Einsatzbereich aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor und die Pumpe sowie ein zweiter Elektromotor und eine davon angetriebene zweite Pumpe zu einer rechtwinklig zur Antriebsachse angeordneten Baugruppe zusammengefasst sind.

Es wird also ein Doppelpumpen-Doppelmotor-Aggregat gebildet, das mit der Antriebsachse eine Baueinheit bildet, so dass sich insgesamt eine sehr kompakte Antriebseinrichtung ergibt, die nicht nur einen Fahrantrieb beinhaltet sondern in der Lage ist, mehrere hydraulische Verbraucher versorgen zu können.

Hierbei können sich die beiden Pumpen axial zwischen den beiden Elektromotoren befinden, was den Vorteil hat, dass Hydraulikfluid, welches die beiden Pumpen durchströmt, auf einfache Weise zur Kühlung der Elektromotoren herangezogen werden kann. Darüber hinaus wird durch eine solche Bauweise, bei der die Baukomponenten seriell hintereinander angeordnet sind, die Montage vereinfacht.

Selbstverständlich ist auch eine Anordnung möglich, bei der zunächst die Elektromotoren zusammengeflanscht werden und an dieses Aggregat die beiden Pumpen anschließen. Hierbei ist dann allerdings ein Durchtrieb vom pumpenfernen Elektromotor durch den pumpennahen Elektromotor hindurch erforderlich.

Sofern die beiden Pumpen in einem gemeinsamen Pumpengehäuse angeordnet sind, das einen gemeinsamen Sauganschluss aufweist, wird die Anzahl der benötigten Bauteile klein gehalten.

Besonders günstig ist eine Bauweise der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, bei der die Elektromotoren und die Pumpen koaxial zueinander angeordnet sind. Gleichwohl soll nicht ausgeschlossen werden, dass Bauweisen mit Achsversatz zwischen den Komponenten der Doppelpumpen-Doppelmotor-Baugruppe möglich sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann auf dem zweiten Elektromotor ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul angeordnet sein. Die Kühlung dieses Steuermoduls, bei dem es sich um die Leistungssteuerung eines oder beider Elektromotoren und/oder eines oder mehrerer elektrischer Fahrmotoren handeln kann, erfolgt dann einerseits durch Wärmeabfluss über die Gehäuse des Elektromotors und der angeflanschten Pumpe in das Hydraulikfluid und andererseits durch die Umgebungsluft.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird gemäß einer zweiten, nicht minder vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch dadurch gelöst, dass der Elektromotor und die Pumpe rechtwinklig zur Antriebsachse angeordnet sind und benachbart dazu ein zweiter Elektromotor und eine davon angetriebene zweite Pumpe vorgesehen ist.

In diesem Fall entstehen zwei separate Baugruppen (Pumpen-Motor-Aggregate), die mit der Antriebsachse des Fahrantriebs räumlich zu einer gemeinsamen Antriebseinrichtung zusammengefasst sind.

Hierbei können – bei ausreichendem Bauraum in der Antriebsachse – beide Aggregate zumindest teilweise in die Antriebsachse integriert sein. Es ist jedoch auch möglich, dass nur ein Aggregat in die Antriebsachse integriert oder teilintegriert wird, während das zweite Aggregat an die Antriebsachse angeflanscht wird.

Zweckmäßigerweise sind der zweite Elektromotor und die zweite Pumpe achsparallel zum ersten Elektromotor und zur ersten Pumpe angeordnet.

Sofern auf der ersten Pumpe und/oder der zweiten Pumpe ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul des antreibenden Elektromotors befestigt ist, lässt sich auf einfache Weise eine Kühlung der wärmeempfindlichen elektronischen Bauteile durch Hydraulikfluid erzielen.

In beiden Ausführungsformen der Erfindung können die beiden Pumpen zusammen eine Arbeitshydraulik mit einem oder mehreren Verbrauchern speisen. Bei der Arbeitshydraulik kann es sich um die Hub- und Neigezylinder eines Gabelstaplers handeln. Besonders günstig ist jedoch eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die zweite Pumpe bevorzugt zur Versorgung einer Lenkhydraulik der Arbeitsmaschine vorgesehen ist.

Sofern die beiden Pumpen als Zahnradpumpen, insbesondere als Zahnringpumpen ausgebildet sind, ergeben sich Vorteile im Hinblick auf eine platzsparende Bauweise und eine geringe Geräuschentwicklung.

Sowohl bei der eingangs beschriebenen Ausführungsform der Erfindung mit einem Doppelpumpen-Doppelmotor-Aggregat als auch bei der Ausführungsform der Erfindung mit zwei separaten Pumpen-Motor-Aggregaten ist grundsätzlich auch eine Bauweise möglich, bei der jeweils die Pumpe radial innerhalb des Elektromotors angeordnet ist.

Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist es von Vorteil, wenn zwei axial voneinander beabstandete Fahrmotoren in die Antriebsachse integriert sind, zwischen denen der erste Elektromotor angeordnet ist. Gleichwohl ist die Erfindung auch in Antriebseinrichtungen verwendbar, in denen die Antriebsachse nur einen einzelnen Fahrmotor aufweist, dem ein Differentialgetriebe nachgeschaltet ist.

In welcher Winkelstellung – im Querschnitt durch die Antriebsachse gesehen – sich die Elektromotoren und die Pumpen befinden, ist im Prinzip gleichgültig. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die genannten Komponenten horizontal angeordnet, beispielsweise so, dass sie bei einem Gegengewichts-Frontsitz-Gabelstapler für Reparaturarbeiten nach hinten aus der Antriebsachse herausgezogen werden können, ohne zuvor einen vor der Antriebsachse angeordneten Hubmast demontieren zu müssen.

Sofern mindestens ein Vorratsbehälter für Hydraulikfluid der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkhydraulik in die Antriebsachse zumindest teilintegriert oder im Bereich der Antriebsachse angeordnet ist, ergeben sich weitere Vorteile. So können beispielsweise Verbindungsleitungen zwischen den Pumpen und dem Vorratsbehälter entfallen. Wenn der Vorratsbehälter mit der Antriebsachse zusammengefasst oder an dieser befestigt ist, kann die Antriebsachse elastisch und/oder begrenzt drehbeweglich am Rahmen der Arbeitsmaschine befestigt werden, wobei dann zwischen Antriebsachse und Vorratsbehälter vorteilhafterweise keine Relativbewegung stattfindet. Darüber hinaus können die in der Antriebsachse angeordneten elektrischen Fahrmotoren ihre Abwärme auf einfache Weise an das gekühlte Hydrauliköl des Vorratsbehälters abgeben.

Zweckmäßigerweise ist ein Filter im Vorratsbehälter angeordnet, so dass zur Reinigung des Hydraulikfluids kein besonderer Aufwand außerhalb der Antriebsachse erforderlich ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Vorratsbehälter – in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine gesehen – im hinteren Bereich der Antriebsachse angeordnet ist. Dadurch ist der Vorratsbehälter vor äußeren Einflüssen geschützt im Fahrzeug untergebracht.

Sofern an der Außenseite des Vorratsbehälters mindestens ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul befestigt ist, kann auf einfache Weise ein Kühleffekt erzielt werden, der einer Überhitzung des Steuermoduls vorbeugt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Horizontal-Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung,
2 einen Horizontal-Längsschnitt durch eine Variante der in 1 dargestellten Antriebseinrichtung,
3 einen Horizontal-Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung und
4 einen Querschnitt durch die in 3 dargestellte Antriebseinrichtung gemäß Linie IV-IV in 3.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung verfügt über eine Antriebsachse 1, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Fahrmotoren 2a und 2b aufweist, die hier als Elektromotoren, beispielsweise Drehstrom-Asynchronmotoren oder Drehstrom-Synchronmotoren ausgebildet sind und unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 3 bzw. 4 jeweils einen Radflansch 5 bzw. 6 antreiben.
Axial zwischen den beiden Fahrmotoren ist ein Elektromotor 7 angeordnet, der sich überwiegend innerhalb eines Achsgehäuses 1a der Antriebsachse 1 befindet. Der Elektromotor 7 dient dem Antrieb einer hydraulischen Pumpe 8, die eine in den Figuren nicht dargestellte Arbeitshydraulik speist, beispielsweise die Hub- und Neigezylinder eines Gabelstaplers.
Eine zweite hydraulische Pumpe 9 wird von einem zweiten Elektromotor 10 angetrieben und speist bevorzugt eine Lenkhydraulik der Arbeitsmaschine. Die beiden Elektromotoren 7 und 10 und die beiden Pumpen 8 und 9 sind zu einer Baugruppe zusammengefasst, die rechtwinklig zur Antriebsachse 1 ausgerichtet und in die Antriebsachse 1 teilintegriert ist. Die Elektromotoren 7 und 10 und die beiden Pumpen 8 und 9 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel koaxial zueinander angeordnet, wobei sich die beiden Pumpen 8 und 9 axial zwischen den beiden Elektromotoren 7 und 10 befinden.
Die Pumpen 8 und 9, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zahnringpumpen ausgeführt sind, weisen ein gemeinsames Pumpengehäuse 11 auf, das über einen gemeinsamen Sauganschluss 12 verfügt.
Auf dem zweiten Elektromotor 10 kann – wie in 1 strichpunktiert und in 2 in ausgezogenen Linien dargestellt – ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul 13 befestigt sein, das beispielsweise als Leistungssteuerung des Elektromotors 10 und/oder des Elektromotors 7 dient.
Bei der Variante der Antriebseinrichtung gemäß 2 ist ein aus mehreren Kammern bestehender Vorratsbehälter 14 für Hydraulikfluid der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkhydraulik in die Antriebsachse 1 integriert, wobei sich der Vorratsbehälter – in Fahrtrichtung gesehen – hinter der Antriebsachse 1 befindet.
Auf der Außenseite des Vorratsbehälters 14 kann (alternativ oder zusätzlich zum Steuermodul 13) ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul 15 befestigt sein, im vorliegenden Fall beispielsweise eine Leistungssteuerung des Elektromotors 7.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, bei der an Stelle eines rechtwinklig zur Antriebsachse 1 angeordneten Doppelpumpen-Doppelmotor-Aggregats zwei separate Pumpe-Motor-Aggregate vorgesehen sind. Hierbei sind der zweite Elektromotor 10 und die zweite Pumpe 9 achsparallel zu dem ersten Elektromotor 7 und der zweiten Pumpe 8 angeordnet.
Auf beiden Pumpen 8 und 9 sind jeweils wärmeabgebende Steuermodule 13 und 15 befestigt, so dass durch das geförderte Hydraulikfluid sowohl die Elektromotoren 7 und 10 als auch die zugehörigen Leistungssteuerungen gekühlt werden können.
Aus dem in 4 dargestellten Querschnitt der Antriebsachse 1 gemäß Ausführungsbeispiel nach 3 ist erkennbar, dass in dem Vorratsbehälter 14 ein Filter 16 angeordnet ist. Auf der Oberseite der Antriebsachse 1 bzw. des Vorratsbehälters 14 ist ein als Leistungssteuerung für die beiden Fahrmotoren 2a, 2b dienendes, wärmeabgebendes Steuermodul 17 befestigt.

Claims

Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse mit mindestens einem Fahrmotor und die Arbeitshydraulik mindestens einen zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe vorgesehenen Elektromotor aufweist, der in die Antriebsachse zumindest teilintegriert oder unmittelbar an der Antriebsachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (7) und die Pumpe (8) sowie ein zweiter Elektromotor (10) und eine davon angetriebene zweite Pumpe (9) zu einer rechtwinklig zur Antriebsachse (1) angeordneten Baugruppe zusammengefasst sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Pumpen (8, 9) axial zwischen den beiden Elektromotoren (7, 10) befinden.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen (8, 9) in einem gemeinsamen Pumpengehäuse (11) angeordnet sind, das einen gemeinsamen Sauganschluss (12) aufweist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (7, 10) und die Pumpen (8, 9) koaxial zueinander angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem zweiten Elektromotor (10) ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul (13) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem Fahrantrieb und einer Arbeitshydraulik, wobei der Fahrantrieb eine Antriebsachse mit mindestens einem Fahrmotor und die Arbeitshydraulik mindestens einen zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe vorgesehenen Elektromotor aufweist, der in die Antriebsachse zumindest teilintegriert oder unmittelbar an der Antriebsachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (7) und die Pumpe (8) rechtwinklig zur Antriebsachse angeordnet und benachbart dazu ein zweiter Elektromotor (10) und eine davon angetriebene zweite Pumpe (9) vorgesehen sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (10) und die zweite Pumpe (9) achsparallel zum ersten Elektromotor (7) und zur ersten Pumpe (8) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Pumpe (8) und/oder der zweiten Pumpe (9) ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul (13; 15) des antreibenden Elektromotors (7; 10) befestigt ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpe (9) zur Versorgung einer Lenkhydraulik der Arbeitsmaschine vorgesehen ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen (8, 9) als Zahnradpumpen, insbesondere als Zahnringpumpen ausgebildet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial voneinander beabstandete Fahrmotoren (2a, 2b) in die Antriebsachse (1) integriert sind, zwischen denen der erste Elektromotor (7) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (7, 10) und die Pumpen (8, 9) horizontal angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vorratsbehälter (14) für Hydraulikfluid der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkhydraulik in die Antriebsachse (1) zumindest teilintegriert oder im Bereich der Antriebsachse (1) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (16) im Vorratsbehälter (14) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (14) – in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine gesehen – im hinteren Bereich der Antriebsachse (1) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Vorratsbehälters (14) mindestens ein wärmeabgebendes elektronisches Steuermodul (15) befestigt ist.