DE10339433A1

DE10339433A1 - Selbsttragendes Antriebsmodul

Info

Publication number: DE10339433A1
Application number: DE10339433A
Authority: DE
Inventors: Franz Forster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-24
Also published as: FR2859415B1; GB0419133D0; US20050082929A1; GB2405386B; US7084539B2; FR2859415A1; GB2405386A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Antriebsmodul mit einem Tragbauteil (1), in dem mindestens ein Elektromotor (2 bzw. 3 bzw. 6) angeordnet ist. Um eine vereinfachte Fertigung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß der Elektromotor (2 bzw. 3 bzw. 6) als vorgefertigter Einschubmotor ausgebildet, der ein separates Motorgehäuse (2a bzw. 3a bzw. 6a) aufweist. Das Tragbauteil (1) kann als Antriebsachse ausgebildet sein, wobei an jedem Achsende mindestens ein Antriebsrad angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Antriebsmodul mit einem Tragbauteil, in dem mindestens ein Elektromotor angeordnet ist.

Aus der DE 196 48 979 A1 ist ein gattungsgemäßes Antriebsmodul bekannt, das als Antriebsachse ausgebildet ist. Hierbei sind zwei elektrische Fahrmotoren in ein gemeinsames Achsgehäuse eingebaut, das die Kräfte und Momente aufnimmt und darüber hinaus als Motorgehäuse der elektrischen Fahrmotoren dient. Die Kühlung der Fahrmotoren erfolgt durch Luft, die durch Öffnungen im Achsgehäuse in den Bereich der Rotoren der Fahrmotoren gelangt. Zur Montage der Fahrmotoren werden die einzelnen Motorkomponenten (Stator, Rotor, Lagerung etc.) nacheinander in das Achsgehäuse eingeführt und dort befestigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Antriebsmodul der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das eine vereinfachte Fertigung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor als vorgefertigter Einschubmotor ausgebildet ist, der ein separates Motorgehäuse aufweist.

Das erfindungsgemäße Antriebsmodul ermöglicht es, die Elektromotoren unabhängig vom Antriebsmodul herzustellen, zu testen und zu lagern. Der Zusammenbau des Elektromotors mit dem Tragbauteil zum erfindungsgemäßen Antriebsmodul gestaltet sich sehr einfach, denn es ist lediglich erforderlich, den als Einschubmotor ausgebildeten Elektromotor in das Tragbauteil einzusetzen und dann zu fixieren. Gegebenfalls erfolgt daran anschließend eine Komplettierung durch Anbau eines Untersetzungsgetriebes und/oder einer Bremse und/oder einer Abtriebseinheit (z. B. Radlagerung). Auch der Ausbau bzw. Austausch des Elektromotors zu Wartungs- und Reparaturzwecken ist leicht möglich, denn im Gegensatz zu dem eingangs genannten Stand der Technik erfolgt dabei keine Zerlegung des Elektromotors.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Motorgehäuse in Bezug auf von außen auf das Antriebsmodul einwirkende Kräfte als nicht tragendes und relativ dünnwandiges Bauteil ausgebildet. Da Kräfte, die von außen auf das Antriebsmodul einwirken, vom Tragbauteil aufgenommen werden, kann das Motorgehäuse erheblich dünnwandiger ausgelegt werden, als dies bei den Motorgehäusen von Elektromotoren des Standes der Technik der Fall ist. Dennoch ist durch das Vorhandensein eines separaten Motorgehäuses des Elektromotors gewährleistet, dass sich der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator bei belastungsabhängigen Verformungen des Tragbauteils nicht in ungünstiger Weise verändert, was insbesondere bei Elektromotoren mit engem Luftspalt, z. B. Asynchronmotoren, von Vorteil ist.

Um die Wärmeabfuhr zu erleichtern, besteht das Motorgehäuse zweckmäßigerweise aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.

Sofern das Motorgehäuse in Flächenkontakt mit dem Tragbauteil steht, kann die Wärme auf besonders einfache Weise aus dem selbsttragenden Antriebsmodul entfernt werden. Das Tragbauteil wird durch Umgebungsluft gekühlt, ggf. unterstützt durch einen Lüfter. Der Elektromotor wird dann indirekt gekühlt. Ein guter Wärmeübergang vom Elektromotor auf das Tragbauteil wird dadurch erzielt, dass das Motorgehäuse des Elektromotors auf seiner ganzen Länge in Flächenkontakt mit dem Tragbauteil steht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die alternativ oder zusätzlich zur bereits beschriebenen Kühlmethode zum Einsatz kommen kann, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Innenseite des geschlossenen Tragbauteils und der Außenseite des Motorgehäuses Zwischenräume gebildet sind, in denen sich Kühlmittel befindet.

Im eingebauten Zustand sind also Zwischenräume im Antriebsmodul gebildet, durch die auf wirkungsvolle Weise die vom Elektromotor während des Betriebs erzeugte Wärme direkt abgeführt werden kann. Hierbei durchströmt ein geeignetes Kühlmittel die Zwischenräume.

Im Hinblick auf eine optimierte Kühlung ist es von Vorteil, wenn als Kühlmittel Flüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl vorgesehen ist. Gleichwohl ist es grundsätzlich auch möglich, Luft als Kühlmedium vorzusehen, sofern dafür Sorge getragen wird, dass eine zur Wärmeabfuhr ausreichende Menge Luft durch die Zwischenräume hindurchströmt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Tragbauteil als Antriebsachse ausgebildet ist, wobei an jedem Achsende mindestens ein Antriebsrad angeordnet ist.

Sofern in der Antriebsachse zwei als Radmotoren vorgesehene und jeweils als Einschubmotoren ausgebildete Elektromotoren angeordnet sind, ergibt sich trotz Achsbauweise ein Einzelradantrieb. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Bauweise möglich, bei der ein gemeinsamer Fahrmotor, dem ein Differentialgetriebe nachgeschaltet ist, beide Räder antreibt.

Bei der Ausführung mit zwei Radmotoren kann axial zwischen den Radmotoren mindestens ein zusätzlicher Elektromotor angeordnet sein, der als Einschubmotor ausgebildet und zum Antrieb mindestens einer Pumpe einer Arbeits- und/oder Lenkhydraulik vorgesehen ist.

Im Hinblick auf einen geringen Platzbedarf ist es günstig, wenn der zusätzliche Elektromotor rechtwinklig zu den Radmotoren angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des als Antriebsachse ausgebildeten erfindungsgemäßen Antriebsmoduls in einem Flurförderzeug, insbesondere einem Frontsitz-Gegengewichts-Gabelstapler, wobei an der Antriebsachse ein Hubgerüst befestigt ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Horizontal-Längsschnitt durch ein als Antriebsachse eines Gabelstaplers ausgebildetes Antriebsmodul. Die Antriebsachse weist ein geschlossenes Tragbauteil 1 auf, in dem zwei Elektromotoren 2 und 3 angeordnet sind, die jeweils zum Antrieb eines am Achsende befestigbaren Rades vorgesehen sind. Im vorliegen den Ausführungsbeispiel ist axial zwischen jedem der als Radmotor dienenden Elektromotoren 2 bzw. 3 und dem Achsende jeweils ein Untersetzungsgetriebe, eine Bremse und eine Radlagereinheit angeordnet, die sich in einem Radkopf 4 bzw. 5 befinden.
Axial zwischen den Elektromotoren 2 und 3 befindet sich in Achsmitte ein rechtwinklig zu den Elektromotoren 2 und 3 angeordneter zusätzlicher Elektromotor 6 im Tragbauteil 1. Der zusätzliche Elektromotor 6 ist mit einer hydraulischen Pumpe 7 gekoppelt, die an eine Arbeits- und/oder Lenkhydraulik angeschlossen ist.
Die Elektromotoren 2, 3 und 6 sind als Einschubmotoren ausgebildet, die jeweils über ein separates Motorgehäuse 2a, 3a bzw. 6a verfügen und daher in vorgefertigtem Zustand (einschließlich Drehzahlaufnehmer, Kabeldurchführung etc.) in das Tragbauteil 1 eingesetzt und dort befestigt werden, wobei auch das Reaktionsdrehmoment abgestützt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiels sind im eingebauten Zustand zwischen der Außenseite der Motorgehäuse 2a, 3a und 6a und der Innenseite des Tragbauteils 1 Zwischenräume 2b, 3b und 6b gebildet, die mit Kühlmedium gefüllt sind und miteinander verbunden sein können.
Idealerweise handelt es sich bei dem Kühlmittel um Hydrauliköl, das an einen vorhandenen Ölkreislauf angeschlossen ist, beispielsweise die bereits erwähnte Arbeits- und/oder Lenkhydraulik, und das die von den Elektromotoren 2, 3 und 6 erzeugte Wärme aus dem Antriebsmodul (Achsgehäuse) abführt. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur die beiden Radmotoren (Elektromotoren 2 und 3) oder nur den zusätzlichen Elektromotor 6 als Einschubmotor auszubilden. Ferner kann auf kühlenden Zwischenräume verzichtet werden, sofern eine Überhitzung des/der Elektromotors/Elektromotoren ausgeschlossen ist.

Claims

Selbsttragendes Antriebsmodul mit einem Tragbauteil, in dem mindestens ein Elektromotor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2 bzw. 3 bzw. 6) als vorgefertigter Einschubmotor ausgebildet ist, der ein separates Motorgehäuse (2a bzw. 3a bzw. 6a) aufweist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (2a bzw. 3a bzw. 6a) in Bezug auf von außen auf das Antriebsmodul einwirkende Kräfte als nicht tragendes und relativ dünnwandiges Bauteil ausgebildet ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (2a bzw. 3a bzw. 6a) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (2a bzw. 3a bzw. 6a) in Flächenkontakt mit dem Tragbauteil (1) steht.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite des geschlossenen Tragbauteils (1) und der Außenseite des Motorgehäuses (2a bzw. 3a bzw. 6a) Zwischenräume (2b bzw. 3b bzw. 6b) gebildet sind, in denen Kühlmittel angeordnet ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel Flüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl vorgesehen ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragbauteil (1) als Antriebsachse ausgebildet ist, wobei an jedem Achsende mindestens ein Antriebsrad angeordnet ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Antriebsachse zwei als Radmotoren vorgesehene und jeweils als Einschubmotoren ausgebildete Elektromotoren (2, 3) angeordnet sind.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen den Radmotoren (Elektromotoren 2, 3) mindestens ein zusätzlicher Elektromotor (6) angeordnet ist, der als Einschubmotor ausgebildet und zum Antrieb mindestens einer hydraulischen Pumpe (7) einer Arbeits- und/oder Lenkhydraulik vorgesehen ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Elektromotor (6) rechtwinklig zu den Radmotoren (Elektromotoren 2, 3) angeordnet ist.
Selbsttragendes Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Flurförderzeug, insbesondere einem Frontsitz-Gegengewichts-Gabelstapler, wobei an der Antriebsachse ein Hubgerüst befestigt ist.