DE1455563A1

DE1455563A1 - Industriefahrzeuge mit lenkbarem elektrischen Zugradsystem

Info

Publication number: DE1455563A1
Application number: DE19641455563
Authority: DE
Inventors: Becker Bernard B; Dorion Francis W
Original assignee: LEWIS SHEPARD CO
Current assignee: LEWIS SHEPARD CO
Priority date: 1963-08-16
Filing date: 1964-08-13
Publication date: 1969-09-25
Also published as: US3223192A; GB1055826A

Description

2ο 621

PATENTI NG EN IEURE F. W. H EMMERICH - GERO MOLLER - 0. GROSSE

12» 8.64

rm-pe

-El-

Lewis-Shepard Company. WATHRTOWN. Mass. USaJ ^555 6 3

Industriefahrzeuge «it lenkbare» elektrischen Zugradsystem. -

üie Erfindung befaßt sich mit Materialtransportvorrichtungen sowie spezieller mit Industriefahrzeugen mit lenkbare» elektrischen Zugradsystem. ·

Industriefahrzeuge des vorerwähnte» Typs finden eine breite Verwendung in den vielfältigsten Industriebetrieben. Allgemein besitzt ein herkömmliches Fahrzeug eine längliche Karosserie die hinten durch zwei oder mehrere Lasträder und vorne durch ein einzelnes lenkbares elektrisch betätigtes Zugrad abgestützt wird. Die Fahrzeugkarosserie unterteilt sich in der Längsrichtung in einen rückwärtigen Ladebereich, ein zwischengeschaltetes Batteriegehäuse und einen vorderen Bereich der von eine» lenkbaren elektrisch betätigten Zugsysteo eingenommen wird. Das Zugsystem muß daher ebenfalls als. Stützkonstruktion für das vordere Ende des Fahrzeugs dienen und unterliegt bisweilen Druckkräften im Bereich von 3ooo Lbs. oder »ehr.

Ua ein Fahrzeug dieser Art häufig in räumlich beengte» Bereichen und schmalen Hallendurchgängen Verwendung findet, ist es in hohem Maße wünschenswert, seine Gesamtlänge auf einem absoluten Minimum zu halten, damit eine weitgehende Manöveriefähigkeit gewährleistet ist. Es ist jedoch gleichzeitig in hohem Maße wünschenswert» sowohl den Ladebereich als auch das batteriegehäuse so groß wie möglich zu halten, damit eine maximale Ladefähigkeit und maximale Energiespeicherfähigkeit zur Verfügung steht. Es folgt daraus, daU eine Herabsetzung in der maximalem Querschnittsabmessung der lenkbaren Zugmotoreinheit welche durch ihren 90983 9/0371

'i (Art.7 § l Abs.2 r.v. 1 Oä 3 <jss Xntfrwngsgor,. v.4.*. »671 ,

• 2 ·

BAD

2ο 621

PATENTINGENIEURE F. W/HEMMERICH -GERD MÖLLER -ü. GROSSE -

12.8.64

Nendekreisdurchnesser. gekennzeichnet ist äußerst vor* teilhaft ist, da da»it die Gesamtfahrzeuglänge abnimmt und die Manövrierfähigkeit gesteigert wird, ohne daß damit eine entsprechende Herabsetzung der Ladefähigkeit oder der Energiespeicherung verbunden ist.

Die lenkbare Zugmotoreiaheit die »ei serkemw liehen Fafcrzeugen des oben erwähnten Typs Verwendung findet, besteht i« allgemeinen aus einer C-förmigen fest verschweißten Grundstatzkonstruktion welche obere und untere horizontal angeordnete Arne besitzt, die von eines vertikalen Getribegehäuseteil nach auswärts verlaufen. Ein Antriebs» ■otor ist auf de« oberen Ar« befestigt und durch eine vertikale Getriebeanordnung, die sich in de» genannten zentralen Gehäuseteil befindet, alt einem Zugrad verbunden das drehbar an dem unteren horizontal angeordneten Arn befestigt ist. Die Stützkonstruktion ist ihrerseits drehbar in eine« großen ringförmigen Schwenklager angeordnet, dessen äußerer Laufring an de« Fahrzeugrahmen befestigt ist. Auf diese Weise kann das Antriebsrad die Stützkonstruktion und der Antriebsmotor als Einheit innerhalb des Schwenklagers gedreht werden, wodurch die Möglichkeit der Lenkung des Fahrzeugs geboten wird.

Wie bereits oben erwähnt, dient das zentrale Gehäuseteil der Stützkonstruktion zwischen de« Zugrad und dem Schwenklager als· Ummantelung oder Gehäuse für vertikal angeordnete zwischengeschaltete Kraftübertragungselemente wie Zahnräder, Zahnradwellen und Lager. Es sei jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, daft wegen der C* förmigen Ausbildung der Stützkonstruktion und der freitragenden Anordnung des Antriebsrades das Gehäuseteil ebenfalls «axiaalen Belastungskonsentrationen unterliegt, die von Antreiben, Bremsen und dem Gewicht des Fahrzeugs

909839/0371

- E 5 -

BAD

2ο 621

; "Tr I 12.8.64

-EJ-

herrühren. Ub ein Verziehen der ie Gehäuse enthaltenen Kraftübertragungselenente zu vermeiden, muß daher das Gehäuse diese Belastungen bei einem Minimum an Durchbiegungen auffangen können. Darüber hinaus ist einleuchtend, daß zur Erzielung eines minimalen Wendekreisdurchmessers die Kombination von ringförmigem Schwenklager, Motor, zwischengeschalteten Antriebselementen und Stützkonstruktion so dicht wie möglich de« horizontalen kreisförmigen, iereich entsprechen sollte« der zur Schwenkung eines Zugrades und Reifens geeigneter Grüfte benötigt wird.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die oben beschriebenen herkömmlichen Antriebseinheiten verschiedene schwerwiegende Nachteile aufweisen* Zunächst werden sie relativ groß und teuer in der Herstellung, da die ringförmigen Schwenklager groß genug sein müssen, um in axialer Richtung das Gehäuseteil der Stützkonstruktion aufzunehmen* Darüber hinaus wird ihre Größe zwangsläufig bestimmt durch die äußeren Abmessungen der Stützkonstruktion und nicht durch die erwünschte Betriebsladefähigkeit was wiederum zur Verwendung von unnötig großen Lagern führt.

Zweitens wird für einen gegebenen Gehäusequerschnitt durch Anbringung des ringförmigen Schwenklagers um die Stützkonstruktion der Wendekreisdurchmesser der Antriebseinheit wesentlich gesteigert mit dem Ergebnis, daß die Gesamtlänge des Fahrzeugs ebenfalls erhöht wird. Da ferner der Wendekreis-durchnesser der Antriebseinheit durch den den Außendurchmesser des ringförmigen Schwenklagers bestimmt wird, ist der daraus resultierende Querschnittsbereich des StÜtzkonstruktionsgehäuseteils auf den Raum zwischen der inneren Fläche des Antriebsrades und dem inneren Durchmesser des Lagers beschränkt.

Bin weiterer Nachteil bei Antriebseinheiten des oben erwähnten Typs liegt darin, daß ein Teil des Sttttzkonstruk-

909839/037 1

- E 4 -

8AD ORIGINAL

2ο 621 H 12.8.64

struktionsgehäuses an eine» Punkt weggeschnitten werden muß, der den Punkt der aaximalen Belastungskonzentratien entspricht, damit die darin eingeschlossenen, vertikal angeordneten Zahnräder zugänglich sind. Hierdurch wird die Stützkonstruktion beträchtlich geschwächt. U« einen Ausgleich für diese Schwächung zu finden, Bussen die Gesamtquerschnittsaemessungeii des Gehäuses und demzufolge der Wendekreisdurchmesser der Einheit erhöht werden, damit die benötigte Steifheit sichergestellt wird.

Es 1st demzufolge die herausragende Aufgabe der Erfindung, ein lenkbares elektrisch betätigtes Zugradsystem zu schaffen, das maximale Festigkeit und Steifheit bei einem miniaalen Wendekreisdurchmesser besitzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eiser lenkbaren Zugradeinheit welche ein WllslagersYStem besitzt das im Zentrum der Zugeinheit in engem Verhältnis zum Zugrad angeordnet ist.

bin weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer lenkbaren Zugeinheit die einen Wendekreisdurchmesser besitzt, der mehr von dem Auuendurchmesser der Stützkonstruktion als von dem Außendurchmesser des Schwenklagers bestimmt wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Zugradeinheit bei der eine vertikale Welle für die Uebertragung des Antriebsmomentes von dem Antriebsmotor auf die drehbare Antriebsradachse verwendet wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eiaer Stützkonstruktion für ein lenkbares elektrisch betätigtes Zu-gT&dsx&tem, welches einen zentralen Gehäuseteil besitzt, der, K^peigU^terbrechungen durch öffnungen zum Zwecke des Zugangs zum Getriebe aufweist.

909839/037 1

-Gl-

12.8.$4 - Gl *

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden is Laufe der Beschreibung unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeich nungen deutlicher.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Materialtransportfahraeuges das an seine« vorderen Ende durch eine lenkbare elektrisch betitigte Zugradeinheit des hier zu« Zweck· der Beschreibung ge* wählten Typs abgestützt wird.

" 2 ist ein Aufrißschnitt durch die Zitgradeinheit.

" 3 ist eine Schnittdarstellung in der Ebene 3-3 der Figur 2.

Figur 1 zeigt ein Materialtransportfahrzeug das allgemein bei Io bezeichnet ist und das eine nach hinten verlaufende Ladebühne 12, ein Batteriegehäuse 14 und ein vorn angeordnetes lenkbares elektrisch betätigtes Zugradsyste» 16 besitzt. Das Fahrzeug wird durch Trägerräder 18 an seine» rückwärtigen Ende und durch ein einzelnes Zugrad 2o an vorderen Ende abgestützt.

Her nach aufwärts angeordnete Steuergriff 22 ist schwenkbar befestigt bei 24 und bei Absenkung in seine Betriebsstellung wie bei 22a angegeben, durch den Bcdienungsaann zur Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges verwendet. Die oben erwähnten Merkeale sind Standardeerkeale an herk&ralichen Materialtransportfahrzeugen dieser Klasse und sind nicht für die weitere Beschreibung der hier zum Zweck« der Darlegung gewählten Erfindung wesentlich.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, besitzt die Zugradeiaaeit, die allgemein in Figur 1 nit 16 bezeichnet ist, eine Grundrahmenstruktur die aus einer Oförlni&en Stützkonstruktion

BAD ORIGINAL

2ο 621 6 12.8.64

-GZ-

26 besteht, die schwenkbar «it de» horizontal angeordneten freitragenden Element 28 durch ein·» Drehzapfen oder Königszapfen 3o verbunden ist, der axial in Öffnung 31 liegt und seinerseits an seine« oberen Ende einen vergrößerten Durchmesser aufweist, der in eine ringförmig« Schulter 32 endet. Das freitragende Element 2a ist starr befestigt an des Hauptrahmen 27 des Fahrzeugs Io durch Bolzen die typisch bei 29 dargestellt sind. Obere und untere Axiallager 34 und 36 sind zwischen dee freitragenden Element 28 und dem Drehzapfen 3o verhandelt, üb eine glatte Drehung zwischen diesen Elementen zu gewährleisten. Jedes Lager ist versehen alt Dichtungen 38 welche ein Entweichen des Schmiermittels aus den Lagern verhindern und gleichzeitig Eindringen von Fremdteilen wie Scheutζ und Staub ausschließen.

Die innere Lauffläche 34a des oberen Axiallagers 34 wird nach abwärts erfaßt durch die ringförmige Schulter 32 des Zapfens 3o wobei die äußere Lauffläche 34b ihrerseits innerhalb einer nach einwärts angeordneten Leiste 4o in Öffnung 31 ruht. In ähnlicher Weise wird die innere Lauffläche 36a des unteren Lagers 36 nach aufwärts erfaßt durch die ringförmig Schulter 42 der Stützkonstruktion 26, wobei die äußere Lauffläche 36b wiederum innerhalb einer zweiten nach einwärts angeordneten Leiste 44 ruht. Die Stützkonstruktion 26 wird in bezug auf Drehzapfen 3o in festem Verhältnis gehalten durch eine nach abwärts gerichtete Kraft die darauf ausgeübt wird von der kombinierten Wirkung der Mitnehmerplatt« 46 und einer Vielzahl von Bolzen die typisch bei 48 angegeben sind. Es kann daraus ersehen werden, daß die Kombination der Stützkonstruktion und des Zapfens 3o mit bezug auf das freitragende Element 28 um die Längsachse des Zapfens 3o innerhalb der Lager und 36 geschwenkt werden kann.

-63-

909839/0371

Bad o^

Zo 621 T 12.8.64

- G 3 -

Nach vollständige» Zusammenbau wird eine aufwärts gerichtete Stützkraft von Zugrad 2o über Stützkonstruktion 26 und den unteren Axiallager 36 auf das freitragende Element 28 Obertragen· Solte die Antriehsradeiitheit einer schweren Erschütterung oder eine« schweren Stoß während des rauhen Betriebes des Fahrzeugs ausgesetzt sein, wodurch das vordere Ende zeitweilig ve« Bod·» abgegeben wiTd, verleiht das obere Axiallager 34 der lenkbaren Zugeinheit 16 axialen Halt in entgegengesetzter Richtung. Darüber hinaus bieten sowohl das obere als auch das untere Lager 34 und 36 standige radiale Abstützung für Zapfen 3o.

Wesentliche Vorteile werden gewonnen aus der zentralen Anordnung der Schwenklager 34 und 36 »it relativ geringe« Durchmesser innerhalb der Antriebsradeinheit 16, Diese Konstruktion gestattet die V erwendung von Schwenklagern die sehr auf der Grundlage angemessener Lagerleistung für den verlangten Zweck als nach Maßgabe der Außengröße der Stützkonstruktion 26 ausgewählt werden. Die Konstruktion gestattet ebenfalls die Verwendung von handelsüblich vorhandenen Lagern in Standartgrößen die relativ wenig kosten, wodurch die Notwendigkeit entfällt, kostspielige spezial gefertigte Ringlager zu verwenden, wie sie bei den herkömmlichen Konstruktionen erforderlich sind. Ferner ist bei den Lagern von relativ geringer Größe eine effektvollere Abdichtung für die Schmiermittel und das Fernhalten von Fremdteilen, wie Schmutz und Staub möglich.

Stützkonstruktion 26 ist an ihrem unteren Ende'mit einem relativ kurzen horizontal angeordneten röhrenförmigen Ar» So versehen, in welchen eine horizontal angeordnete Zugradwelle 52 innerhalb von Lagern 54 und 56 drehbar ruht. Welle 52 ist zusätzlich an einem Ende mit einem

909 839/0 37 1

- G 4 -

6AD ORIGINAL

2 ο 621 12.8.64

- G 4 -

angeschweißten Endflansch 58 versehen, an welches die Nabe 6o des Zugrades 2o durch eine Vielzahl von Schrauben befestigt ist, die typisch bei 62 gezeigt sind.

Nach Beschreibung der Grundstruktur der Antriebsradeinheit soll nun die Vorrichtung zub Antrieb des Zugrades 2o beschrieben werden. Das obere Ende der Oföreigen Stützkonstruktion 26 läuft aus in eine« zweite«, horizontal angeordneten Ar«, der aus einer ringförmigen oberen Getriebekammer 64 besteht, welcher ein oberes Abdeckelement 66 besitzt das «it Bolzen, die bei 68 typisch dargestellt sind, darauf verschraubt ist. Ein vertikal angeordneter Zugeotor 7ο ist auf den oberen Abdecke!erneut 66 befestigt, wobei dessen Antriebswelle 72 innerhalb Lager 74 läuft und nach abwärts gerichtet ist. Man kaue erkennen, daß der Antriebsmotor 7o in herkömmlicher Weise durch Speicherbatterien ait Energie versorgt wird, die sich im Batteriegehäuse 14 befinden.

Da« Antriebsrad 76 ist auf den nit Gewinde versehenen Ende der Kelle 72 mittels. Bolzen 7S so befestigt, daß es gemeinsam mit der Welle dreht. Das zwischengeschaltete Leerlaufrad 8o ist über Lager 82 auf einer nicht drehbaren Welle 84 befestigt und greift sowohl in das Antriebsrad 7t) als auch Stirnrad 86 ein, das seinerseits am oberen Ende der vertikal angeordneten zwischengeschalteten Antriebswelle 88 befestigt ist. Welle 88 ist ferner an ihrem unteren Ende mit einem eingeschnittenen Hypoidritzel 9o versehen, das in Zahnrad 92 eingreift, welches bei 94 fest auf der Zugradwelle 52 verkeilt ist.

Man kann erkennen, daß durch die vorgenannte Anordnung

das Antriebsmoüient horizontal von der Zugmotorwelle 72 über Zahnräder 76, So und 86 dann nach abwärts durch die zwischengeschaltete Antriebswelle 88 auf die Zugradwelle 52 übertragen wird, wobei eine wesentliche Getriebe-

909839/0371

-GS-

2ο 621 Ct 12.8.64

-65-

bereits erwähnt, werden bedeutende Vorteile durch Verwendung der zwischengeschalteten Vertikalen Antriebswelle 88 gewonnen anstelle eines vertikalen Getriebesatzes wie er derzeit bei herkömmlichem Konstruktionen zur üebermittlung des Antriebsmomentes von den oberen horizental angeordneten Zahnrädern auf Zahnrad 92 auf 4·τ Zugradwelle 52 V erwendung findet« Vie in Figur 3 ersichtlich, ist infolge der Tatsache, daß der Querschnitt der Vertikalwelle 88 weit kleiner ist als der entsprechende Querschnitt des herkommliehen vertikalen Getriebesaties mehr Platz für die Gehäusematerialdicke in dem iereich hoher lelastuagen zwischen der Innenfläche 96 dms Zugrades und der Außenkante der Zugeinheit. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, daß diese Erhöhung der Gehäusematerialdicke erfolgen kann, ohne daß damit der Gesamtwendekreisdurchmesser der Einheit eine Erhöhung erfährt.

Wie welter aus Figur 3 hervergeht, gibt der Kreis 98 die geplante Bahn eines Punktes auf dem Kreisumfang des Zugrades 2o während der Schwenkverstellung der Zugradeinheit gegenüber dem Fahrzeugrahmen an. Es kann leicht erkannt werden, daß der Durchmesser i·* Rades 2o und demzufolge der Durchmesser des Kreises 98 den minimal möglichen Wendekreisdurchmesser einer Zugeinheit darstellt. In dem eine vertikale zwischengeschaltete Welle 88 von geringem Durchmesser vorhanden ist, kann die Gehäusedicke größtmöglich gehalten werden, während gleichzeitig die Gesamtquerschnittsab messung der Einheit sich dicht dem Durchmesser des Kreises 98 annähern kann·

Darüber hinaus kann durch das Vorhandensein eines abnehmbaren oberen Abdeckungseleraentes 66 die zwischengeschaltete

909 839/03 71 -G6-

2c ill

U55563

Antriebswelle 88 mit de* a»£ dieser eingeschnittenen Hypoidritzel 9o von oben axial eingesetzt «ad ausgebaut werden. Auf diese Weise kann das Gekivseteil der Stfit*- konstruktion so ausgebildet werden, dai es die lwiscaengeschaltete Antriebswelle it ia einer *a«aterbrechea*a roareafomigea Uraaatelieaig v«llstaa4ig wigiat» webei dieses Teil gleichseitig dea radial·» «Ml DnekktUtm* welche aa diese« Punkt auf dieses eiiwirken, wirksa* Vid«rstaad eatgegensetxea kann ehne daft ·· durch Omifwaa^fm für den Zugang xu den Getrieben geschwächt ist.

Alle Aenderungen und Abarten des BUi Zwecke Amt Erläuterung hier gewählten Erfindnngsbeispieles seilen v«p Schetibegehreh erfaßt werden soweit sie keine Abweichungen ve« Idee und Unfang der Erfindung bild···

-Al-

9098 39/037 1
D ORIGINAL

Claims

2 Q B 21

PATENTINGENIEURE F.W. HEMMERICH · G E R O MO I Lf R · D. G R O S SE «,..

00SSEIDORF 10 -HOMBERGEX STRASSE 5 h * he

12*^.196

-Al-

145-6863

Lewis-Shepard Company, Watertown, Maos., U. S. A, Patentansprüche

Elektro-DiOiradlastfahrzeug» bei dem Getriebe und Afttr*iei>si?ad in einem dröhbaf mit dem Fahrzeügrahmen verbundenen Traggehäuse angeordnet sind und Motor senkrecht stehend an das Traggehäuse angeflanscht ist

dadurch gekennzeichnet, daß daa Traggehäuse (26) eine C-förinige Ausbuclitung mit einem in die obere und die untere waagerechte Begrenzungswand (26 a und 2δ b) der Ausbuchtung eingesetzten vertikalen Zapfen (30) aufweist, auf dem mit dem Fahrzeugrahmen (27) verbundene Drehlager (3i») und (36) sitzen.

- A 2 -

Neue

h.he

PATENTINGENIEUREF-W₁HEMMERICH-GERDMDLLER₁D₁GROSSe 12 5 6 β

4DDSSELDORFIO-HOMBERGERSTRASSEs λ_λ ' -

W . - A 2 -
2.) Elektro-Dreiradlastfahrzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (30) als Bundbolzen ausgebildet ist, dessen Bund (30 a) in der oberen waagerechten Begrenzungswand (26 a) Her C-Ausbuchtung sitzt, wobei eine auf die Bundstirnflache aufgelegte Schraublasche (46) den Zapfen (30) gegen axiale Bewegungen nach oben sichert.
3.) Elektro-Dreiradlastfahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2

daa durch gekennzeichnet, daß die Drehlager (3¹*, 36) in einem auf den Fahrzeugrahmen (27) aufgeschraubten in die C-Ausbuchtung ragenden Lagerbock (28) angeordnet sind,

k_t) Elektro-Dreiradlastfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3

dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (70) oberhalb der C-Ausbuchtung so an das Traggehäuse (27) angeflanscht ist, daß seine Achse in der Achslinie des Zapfens (30) liegt, und die Übertragung der Antriebskraft über ein ebenfalls oberhalb der C-Ausbuchtung . angeordnetes Stirnradgetriebe (76, 80, 86), eine neben der C-Ausbuchtung paraälel zum Zapfen (30) verlaufende Ritzelwelle (88) auf einen mit dem Antriebsrad (20) verbundenen Zahnteller (9 2) erfolgt.

- A 5 -

9 0 98 39/037 1

20 6 21

PATENTINGENIEURE F.W. HEMMERICH . GER DMOLL E R. D, GROSSE h.he

DOSS EtDO R F 10 · HOMBERGER S TRASS E 5 jn 12,5.68

-A3,

5») Elektro-Dreiradlastfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4

gekennzeichnet
durch einen das Traggehäuse (26) abdeckenden den Antriebsmotor (70) tragenden lösbaren Deckel (66)

909839/0371