DE19633316A1 - Einrad-Trieb- und Lenkwerk für Flurförderfahrzeuge - Google Patents

Description

Bei solchen Getrieben, die zur Lenkung des Fahrzeuges um ihre senkrechte Mitte zu verschwenken sind, ist es neben einem geringen Herstellungsaufwand von großer Bedeutung, sowohl eine möglichst niedrige als auch schmale Bauart zu erreichen, damit durch einen tiefliegenden Schwerpunkt des Fahrzeugs seine Kippgefahr gering und der Einbauraum klein zuhalten und somit die Manövriermöglichkeit des Fahrzeugs verbessert ist.

Durch die DE-PS 31 33 027 ist es bekannt, bei einer zwei­ stufigen Ausführung eines Einrad-Trieb- und Lenkwerkes dieser Art auf die E-Motorenwelle ein Ritzel eines Stirn­ triebes anzuordnen, wodurch jedoch der Teilkreis durch die erforderliche Materialstärke zwischen Zahnfuß und Aufnahmebohrung verhältnismäßig groß und somit das Unter­ setzungsverhältnis nicht besonders groß vorliegen kann bei zudem höherem Herstellungsaufwand. Die untere Lage­ rung der nach unten abgehenden Stirnrad- und Kegelrit­ zelwelle liegt auf der Höhe der Felge und des Vollelastik­ materialreifens des Laufrades, wodurch deren Abstand zur Achsmitte des Getriebes nicht so klein gehalten werden kann, wie es zur Erreichung eines besonders kleinen Schwenkradiusses wünschenswert wäre.

Die Abstände der Lager der Stirnrad- und Kegelritzelwelle zwischen dem Stirnrad und der Kegelradverzahnung sowie die der Laufradwelle können bei dem gewählten, im Bereich unter der Stirnradstufe einteilig gestalteten Getriebege­ häuses nur verhältnismäßig klein ausgeführt werden, was zur Minimierung des Aufwandes im Verhältnis zur Lebens­ dauer und erzielbarer Laufruhe nachteilig ist.

Ferner muß zur Einstellung eines guten Tragbildes der Kegelradverzahnung das Getriebe öfter demontiert und zu­ sammengebaut werden, was jeweils ein Abziehen des Zahn­ rades und des Tellerrades bedingt, somit sehr aufwendig ist und auch die Teile in Mitleidenschaft zieht.

Bei einem ebenfalls bekannten Einrad-Trieb- und Lenk­ werk für Flurfahrzeuge, bei dem ein verhältnismäßig im Außendurchmesser großes Laufrad mit Luftreifen angewandt ist, kann das Getriebegehäuse in den Freiraum, den die zum Luftreifen schmalere Felge bietet, einragen, so daß in diesen Bereich die breit bauende Lagerung der Kegel­ radritzelwelle zwischen den Verzahnungskörpern unterge­ bracht werden können und im Bereich des Reifens sowohl das Getriebegehäuse mit kleinem Spiel an denselben heran­ zuführen ist als auch, daß die Kegelradritzelwelle mit kleinem Spiel zur Getriebewand angeordnet werden kann, siehe Prinzipskizze zu einem solchen ab dem Jahr 1986 gelieferten Einrad-Trieb- und Lenkwerk der Anmelderin, Type 5.47. Für Einrad-Trieb- und Lenkwerke mit einem Laufrad mit verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser bieten diese Ausführungen keine Lösung an.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Einrad-Trieb- und Lenkwerk mit hochbelastba­ rem Laufrad mit verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser aus Vollelastikmaterial zu schaffen, das unter Berücksich­ tigung der vorgegebenen Abmessungen und Belastungen den kleinstmöglichen Einbauraum und optimale Verzahnungs- und Lagerungsverhältnisse aufweist sowie eine kostengün­ stige Herstellung ermöglicht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß durch die erreichten Kleinstspiele zwischen dem Wandbereich des Gehäuses sowohl zur Stirn­ rad- und Kegelritzelwelle als auch zum Laufradkranz ein kleinstmöglicher Schwenkradius um die vertikale Schwenk­ achse des Einrad-Trieb- und Lenkwerkes, bei Laufrädern die aufgrund ihres verhältnismäßig kleinen Außendurch­ messers zwischen der Radnabe und dem Laufradkranz kei­ nen Raum für seitliches Eindringen des Getriebegehäuses zum Unterbringen einer unteren Lagerung der Stirnrad- und Kegelritzelwelle bieten, erreicht ist. Hierbei ist die Lagerung der Stirnrad- und Kegelritzelwelle durch die Anordnung ihrer beiden Lager jeweils außerhalb der Verzahnung infolge des verhältnismäßig großen Abstandes zueinander günstig gestaltet.

Die Einstellung eines guten Tragbildes und eines günsti­ gen Lagerspiels des spiral- oder kreisbogenverzahnten Ke­ geltriebes ist vereinfacht, da sowohl das Stirnrad auf die Ritzelwelle als auch das Kegelrad auf die Laufradwel­ le vor dem Einbau festsitzend montiert werden können. Für die erforderliche Justierung der axialen Lage der Kegelritzelverzahnung bzw. des Kegelrades sind die Bei­ lagescheiben auf einfache Weise den Lagern entsprechend zuzuordnen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im An­ spruch 2 angegeben, durch die Verzahnung der hochtourigen E-Motorenwelle ist sie mit einer niedrigen Zähnezahl zu versehen, wodurch das Untersetzungsverhältnis des Stirn­ radtriebes optimal groß vorliegt und somit unter Berück­ sichtigung der Gesamtuntersetzung dieses zweistufigen Einrad-Trieb- und Lenkwerkes das Untersetzungsverhältnis des Kegelradtriebes nur so klein zu wählen ist, daß bei der Kegelradritzelverzahnung eine größere Zähnezahl als die Grenzzähnezahl vorgesehen werden kann, wodurch hier im Hinblick auf das hohe Drehmoment eine solidere Aus­ führung vorliegt als bei den Getrieben dieser Art mit Stirnritzeln höherer Zähnezahlen.

Durch die Ausführung nach Anspruch 3 liegt eine wenig aufwendige Anordnung der Wälzkörper auf ihren Wellen vor. Außerdem weisen diese Baugruppen durch den Wegfall der spannungsspitzenerzeugenden Nuten bzw. Verzahnungen hohe Festigkeitswerte auf.

Das Merkmal des Anspruchs 4 bietet auch für die Lage­ rung der Laufradwelle einen verhältnismäßig großen und damit günstigen Lagerabstand.

Die Zeichnung zeigt durch einen Längsquerschnitt durch den Erfindungsgegenstand als Ausführungsbeispiel der Er­ findung, es wird im folgenden näher beschrieben.

Ein Einrad-Trieb- und Lenkwerk 1 wird von einem integrier­ ten, senkrecht aufgesetzten Elektromotor 2 angetrieben, wo­ bei ein E-Motorengehäuse 3 mittels Schrauben 4 auf einer Oberseite eines Innenringes 5 eines Schwenklagers 6 be­ festigt ist. Mit einer Unterseite des Innenringes 5 ist ein Fahr- und Lenkgetriebe 8 über Schrauben 7 angeschlos­ sen. Das Schwenklager 6 wird ebenfalls mittels Verschrau­ bungen über einen Außenring 9 an dem Fahrzeug befestigt.

Eine untere Lagerstelle 10 einer E-Motorenwelle 11 befin­ det sich in einem Getriebegehäuse 13 des Fahr- und Lenk­ getriebes 8. Eine erste Getriebestufe ist als Stirnrad­ trieb 14 ausgebildet, wobei ein Abtriebswellenstumpf 15 der E-Motorenwelle 11 nach der Lagerstelle 10 in das Ge­ triebegehäuse 13 einragt und in diesem Bereich mit einer Ritzelverzahnung 16 versehen ist, mit der ein Stirnrad 18 im Eingriff steht.

Eine obere Lagerung 19 einer Stirnrad- und Kegelritzel­ welle 20 liegt oberhalb des Stirnrades 18 und benachbart, sowie etwa auf gleicher Höhe wie die Lagerstelle 10 im Getriebegehäuse 13. Eine untere Lagerung 21 der Stirn­ rad- und Kegelritzelwelle 20 liegt unterhalb einer Ke­ gelritzelverzahnung 22. Hierdurch ergibt sich für die Stirnrad- und Kegelritzelwelle 20 ein verhältnismäßig großer und somit günstiger Abstand der Lager 19 und 21.

Eine Mitte 24 der E-Motorenwelle 11 und die eines Lauf­ rades 26 liegen in Flucht. An einem aus einem Felgenteil und einem Vollelastikreifen gebildeten Laufradkranz 27 eines Laufrades 26 schließt sich mit einem geringen, praktisch erforderlichen Kleinstspiel 29 eine Wand 30 des Getriebegehäuses 13 an und anderseitig an ihr, also also an der Getriebeinnenseite, ebenfalls mit einem prak­ tisch erforderlichen Kleinstspiel 31 die Stirnrad- und Ke­ gelritzelwelle 20. Solche Vollelastikmaterial-Reifen wer­ den angewandt, wenn ein verhältnismäßig kleiner Außendurch­ messer, 200-250 mm desselben, bei hohen Belastungen an­ zuwenden ist, wobei Vollgummi oder bei sehr hoher Be­ lastung Vulkolan als Werkstoff verwendet wird.

Die erwähnten Kleinspiele sind durch die Anordnung der Lagerungen 19 und 21 außerhalb des Stirnrades 18 und der Kegelritzelverzahnung 22 ermöglicht, da ansonsten bei der Anordnung dieser Lager 19 und 21 oder eines dieser Lager, in Höhe des Laufradkranzes 27 die Stirnrad- und Kegelritzelwelle 20, vom Laufrad 26 aus betrachtet, auf­ grund des größeren Raumbedarfs der Lagerungen, weiter entfernt zu plazieren wären bzw. wäre. Durch diese er­ finderische Ausbildung ist ein kleinstmöglicher Abstand 32 von der Mitte 24 bis zur Mitte 28 der Stirnrad- und Kegelritzelwelle 20 erreicht. Hierbei ist davon auszu­ gehen, daß eine Breite 33 und ein Durchmesser des Lauf­ rades 26 sowie der Durchmesser der Stirnrad- und Kegel­ ritzelwelle 20 durch die zu berücksichtigenden Belastun­ gen im Zusammenwirken mit den verlangten Lebensdauern festgelegt sind.

Somit ist auch durch die erfindungsgemäße Auslegung des Fahr- und Lenkgetriebes 8 ein anzustrebender minimaler Schwenkradius 25 des Einrad-Trieb- und Lenkwerkes 1 um die Mitte des Schwenklagers 6 geschaffen.

Das Stirnrad 18 und ein Kegelrad 35 sind auf der Stirn­ rad- und Kegelritzelwelle 20 bzw. auf einer Laufradwelle 36 durch Preßsitze bei glatten Sitzflächen aufgezogen, womit eine hohe Rundlaufgenauigkeit, eine weniger aufwen­ dige Fertigung sowie aufgrund der kerbwirkungsfreien Aus­ führung der Teile höhere Festigkeitswerte erreicht sind, als dies bei der sonst üblichen Ausführung mit Nut und Paßfeder oder einer Kerbverzahnung vorliegt.

Durch die Ritzelverzahnung 16 des Abtriebswellenstumpfes 15 der E-Motorenwelle 11 wird eine größtmögliche Unter­ setzung des Stirnradtriebes 14 unter Zugrundelegung des kleinstmöglichen Abstands 32 erreicht, was sich bei der ebenfalls durch die Motorendrehzahl, dem Durchmesser des Laufrades 26 sowie der verlangten Fahrgeschwindigkeit des Flurfahrzeuges vorgegebenen Gesamtuntersetzung des Einrad- Trieb- und Lenkwerkes 1 günstig in bezug auf die Festig­ keit und Lebensdauer der zweiten Getriebestufe, einem Kegelradtrieb 17, auswirkt, indem die Kegelritzelverzah­ nung 22 nun mit einer verhältnismäßig größeren Zähnezahl ausgeführt sein kann.

Durch die Teilung des Getriebegehäuses 13 in der Mitte 28 der Stirnrad- und Kegelritzelwelle 20 gemäß einer Fuge 23 in ein Anschlußgehäuseteil 38 und ein Gehäuseaußenteil 39 ist die Einstellung des Tragbildes und Lagerspieles der Kegelradverzahnung erleichtert, da sowohl ein Kegelrad 35 als auch das Stirnrad 18 nicht von ihren Sitzen bei er­ forderlichen axialen Verlagerungen jeweils abgezogen wer­ den müssen.

Ein Lager 41 der Laufradwelle 36 ist in das Gehäuseaußen­ teil 39 und ein Lager 42 im Anschlußgehäuse 38 eingesetzt, wodurch das Kegelrad 35 zwischen diesen Lagern liegt und somit ein verhältnismäßig großer Lagerabstand erreicht ist, was die Anwendung verhältnismäßig leichter und damit niedrig im Preis liegenden Wälzlager ermöglicht.

Claims (4)

1. Einrad-Trieb- und Lenkwerk (1) für Flurfahrzeuge, das zweistufig mit einem Stirnrad- und einem Kegel­ radtrieb (14, 17) ausgeführt ist und dessen Getriebe­ gehäuse (13) mittels einem Schwenklager (6) am Fahr­ zeugrahmen um die senkrechte Getriebemitte (24) an­ geschlossen, und mit einem im Außendurchmesser ver­ hältnismäßig kleinem Laufrad (26) mit einem Voll­ elastikmaterialreifen ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

• a) die obere Lagerung (19) der Stirnrad- und Ke­ gelritzelwelle (20) liegt oberhalb des Stirn­ rades (18), und ihre untere Lagerung (21) liegt unterhalb der Kegelradritzelverzahnung (22),
• b) die Stirnrad- und Kegelritzelwelle (20) sowie der Laufradkranz (27) liegen unter Wahrung der erforderlichen Kleinstspiele (29, 31) neben der zwischen diesen Teilen liegenden Wand (30) des Getriebegehäuses (13),
• c) das Getriebegehäuse (13) ist um die Mitte (28) der Stirnrad- und Kegelritzelwelle (20) geteilt ausgeführt, in ein Anschlußgehäuseteil (38) und ein Gehäuseaußenteil (39).

2. Einrad-Trieb- und Lenkwerk (1) nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abtriebswellenstumpf (15) der E-Motorenwelle (11) mit der Ritzelverzah­ nung (16) versehen ist.

3. Einrad-Trieb- und Lenkwerk (1) nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stirnrad (18) und das Kegelrad (35) durch Preßsitze mit der Stirnrad-Ke­ gelritzelwelle (20) bzw. der Laufradwelle (36) ver­ bunden sein können.

4. Einrad-Trieb- und Lenkwerk (1) nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das innere Lager (42) der Laufradwelle (36) etwa in der Mittelebene des Lauf­ rades (26) und das äußere Lager (41) der Laufradwel­ le (36) sich außerhalb des Kegelrades (35) im Gehäu­ seteil (39) abstützt.