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Antriebsanordnung mit einem Elektromotor
DE19954590A1
Germany
- Other languages
English - Inventor
Ulrich Schwarz - Current Assignee
- Linde Material Handling GmbH
Worldwide applications
Application DE1999154590 events
1999-11-12
1999-11-12
2000-11-09
2001-05-17
Status
Ceased
Description
translated from
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einem Elektromotor, der einen
Ständer und einen Läufer aufweist, und mit einem in Wirkverbindung mit dem Läufer
stehenden Differentialgetriebe, das ausgangsseitig mit zwei Abtriebsrotoren verbunden
ist, deren Mittelachsen zueinander und zur Mittelachse des Läufers koaxial sind.
Eine gattungsgemäße Antriebsanordnung ist in der DE 43 00 445 A1 als Bestandteil
einer selbsttragenden Antriebsachse offenbart.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Antriebsanordnung der eingangs genann
ten Art mit kompakten Abmessungen und vielseitiger Verwendbarkeit zur Verfügung zu
stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Differentialgetriebe in
den Läufer integriert ist. Infolgedessen kann die Baulänge der Antriebsanordnung ver
kürzt werden, was einerseits deren Aufbau vereinfacht und die Herstellkosten reduziert
und andererseits zu neuen Anwendungen führt. So sind bei Verwendung der erfin
dungsgemäßen Antriebsanordnung als Achse infolge der verkürzten Abmessungen
sehr kleine Spurweiten realisierbar. Bei Achsen mit lenkbaren Rädern und/oder bei
Einzelradaufhängung können verlängerte Gleichlauf-Gelenkwellen zum Einsatz kom
men. Dabei ergibt sich ein kleinerer Beugewinkel der Gelenkwellen, was deren
Lebensdauer erhöht.
Sofern das Differentialgetriebe abgedichtet ist, wird vermieden, daß Schmiermittel aus
dem Differentialgetriebe in den elektrischen Teil der Antriebsanordnung gelangt.
Zweckmäßigerweise ist der Elektromotor als Mittelteil einer Radachse ausgebildet.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Antriebsanordnung im Prinzip in jeder Achs- und
Fahrzeugart verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Elektromotor in
einem Pendeldrehschemel anzuordnen. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße
Antriebsanordnung beispielsweise in drehschemelgelenkten Flurförderzeugen zum
Einsatz kommen, bei denen Tandemräder die Antriebskraft zur Fahrbahn übertragen.
Bei solchen drehschemelgelenkten Arbeitsmaschinen werden bisher Antriebe ohne
Differential verwendet. Hierbei wird dann entweder nur eines der beiden außermittig
angeordneten Tandemräder angetrieben, was ein Moment um die Hochachse der
Deichsel erzeugt, oder es werden beide, auf einer gemeinsamen Welle angeordneten
und drehstarr miteinander verbundenen Tandemräder angetrieben, was bei Kurven
fahrt zu unerwünschtem Zwangsschlupf führt. Durch die erfindungsgemäße Antriebs
anordnung wird eine nur geringe Lenkkraft an der Deichsel und ein verminderter Rad
verschleiß gegenüber einer Anordnung mit nur einem angetriebenen Rad erzielt.
Als Differentialgetriebe kann beispielsweise ein Kegelrad-Differentialgetriebe verwen
det werden. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch
möglich, das Differentialgetriebe als Stimrad-Differentialgetriebe auszubilden.
Eine im Hinblick auf eine kompakte Bauweise vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, daß der Elektromotor als Permanentmagnet-Elektromotor ausgebildet ist.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Ständer mit einem Wicklungssystem und der
Läufer mit einem Permanentmagnetsystem verbunden ist.
Sofern der Elektromotor ein Motorgehäuse mit zwei seitlichen Abschlußdeckeln auf
weist, wobei in oder auf jedem Abschlußdeckel jeweils einer der Abtriebsrotoren ge
lagert ist, werden weitere Vorteile im Hinblick auf kompakte Abmessungen und einen
einfachen Aufbau erzielt.
Die Abtriebsrotoren können als Wellen ausgebildet sein, die jeweils an ihrem Außen
ende mit einem Flansch versehen sind. Es ist aber auch möglich, die Abtriebsrotoren
als Steckwellen auszubilden, die jeweils mit Mitteln zur Drehmomentübertragung ver
sehen sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedem Abtriebsrotor eine
Bremse, insbesondere eine elektro-magnetisch lösbare Bremse zugeordnet und/oder
ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe vor- oder nachgeschaltet. Die ge
nannten Bauelemente können unmittelbar im Bereich des Elektromotors angeordnet
sein, beispielsweise in dessen Gehäuse. Es ist bei Verwendung der erfindungs
gemäßen Antriebsanordnung in einer Achse aber auch möglich, diese Bauelemente in
den Radfelgen anzuordnen, wodurch die Verbindungswellen zur Antriebsanordnung
(Achsmittelstück) kurz gehalten werden können.
Sofern die Abschlußdeckel und/oder die Bremsen und/oder die Getriebe spiegel
symmetrisch zu einer senkrecht zur Mittelachse angeordneten Mittelebene des
Elektromotors sind, ergibt sich ein hoher Gleichteilegehalt. Dies vereinfacht den Aufbau
der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung und verringert die Herstellkosten.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung,
die als Mittelstück einer Achse ausgebildet ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Variante der Antriebsanordnung
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Variante der Antriebsanordnung
gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung,
die in einem Pendeldrehschemel angeordnet ist, und
Fig. 5 einen Querschnitt durch die Antriebsanordnung gemäß Fig. 4.
Grundelement der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist
ein Elektromotor. Dieser weist ein Motorgehäuse 1 und zwei seitliche Abschlußdeckel
2 und 3 auf. In dem Gehäuse 1 sind ein Ständer 4 und ein Läufer 5 angeordnet. Der
Ständer 4 besteht aus einem Wicklungssystem 6, 7 mit dazwischen angeordnetem
Ständerblechpaket 8. Der Läufer 5 ist auf den Abschlußdeckeln 2 und 3 gelagert und
auf seiner Außenseite mit einem Permanentmagnetsystem 9 verbunden.
In den Läufer 5 ist ein Differentialgetriebe 10 integriert, das ausgangsseitig mit zwei
Abtriebsrotoren 11 und 12 verbunden ist. Die Abtriebsrotoren 11 und 12 sind im vor
liegenden Ausführungsbeispiel als Wellen ausgebildet, die in den Abschlußdeckeln 2
und 3 gelagert sind und jeweils am Außenende mit einem Flansch 11a, 12a versehen
sind. Der Läufer 5 dient als Differentialkorb des hier als Stirnrad-Differentialgetriebe
ausgebildeten Differentialgetriebes 10. Selbstverständlich ist es auch möglich, das
Differentialgetriebe 10 als Kegelrad-Differentialgetriebe auszuführen. Der weitere Auf
bau des Differentialgetriebes 10 wird an anderer Stelle ausführlicher beschrieben.
Das Differentialgetriebe 10 ist mittels zweier Wellendichtringe 13, 14 abgedichtet. Die
Wellendichtringe sind zwischen dem Läufer 5 und den Abschlußdeckeln 2 und 3 an
geordnet. Es wird dadurch vermieden, daß Schmiermittel aus dem Diffferentialgetriebe
10 in den elektrischen Teil der Antriebsanordnung gelangt.
Die in Fig. 2 dargestellte erste Variante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung
weist im Prinzip den gleichen Grundaufbau auf, wie die Ausführungsform gemäß Fig.
1. Darüber hinaus ist jedoch jedem Abtriebsrotor 11, 12, jeweils eine elektromagne
tisch lösbare Bremse 15 bzw. 16 mit einer Bremswicklung 17 bzw. 18 zugeordnet.
Die in Fig. 3 dargestellte zweite Variante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung
weist im Prinzip den gleichen Grundaufbau auf wie die Ausführungsform gemäß Fig.
2. Die Abtriebsrotoren 11, 12 sind jedoch als Steckwellen ausgebildet, denen jeweils
ein als Planetengetriebe ausgebildetes Getriebe 19 bzw. 20 nachgeschaltet ist. Aus
gangselement jedes Planetengetriebes ist jeweils ein Steg 19a bzw. 20a, der im
Abschlußdeckel 2 bzw. 3 gelagert ist. Zur Drehmomentübertragung zwischen den Ab
triebsrotoren 11, 12 und den Getrieben 19, 20 weisen die Außenenden der Abtriebs
rotoren (Steckwellen) Drehmomentübertragungsmittel in Form von Sonnenrädern 19b,
20b der Planetengetriebe auf.
In den Fig. 4 und 5 ist eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung gezeigt, die in
einen Pendeldrehschemel eingebaut ist, der beispielsweise in einem deichselgelenkten
Flurförderzeug zum Einsatz kommen soll. Der Aufbau der Antriebsanordnung ent
spricht im Prinzip der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Die
ausgangsseitigen Stege 19a, 19b der Planetengetriebe (in diesem Fall zweistufig) sind
jeweils mit einer Felge 21 bzw. 22 verbunden, auf denen jeweils ein Tandemrad 23
bzw. 24 angeordnet ist.
Das Gehäuse 1 des Elektromotors ist mit Hilfe zweier zueinander koaxialer Zapfen 25,
26 (siehe Fig. 5) um eine Pendelachse P pendelnd in einer jochförmigen Halterung 27
gelagert. Die Pendelachse P befindet sich im fahrbahnnahen Bereich, d. h. deutlich
unterhalb der Mittelachse M des Elektromotors und damit der gemeinsamen Mittel
achsen der Tandemräder 23 und 24. Dies hat den Vorteil, daß sich bei einer durch das
einseitige Überfahren eines Hindernisses verursachten Pendelbewegung nur eine
geringe Seitwärtsbewegung der Antriebsanordnung und damit des Flurförderzeugs
ergibt.
Die Halterung 27 ist mittels einer vertikalen Tragzapfenanordnung 28 um eine Hoch
achse H schwenkbar. Der Schwenkvorgang kann durch eine Deichsel erfolgen - wie in
Fig. 5 strichpunktiert angedeutet - oder durch einen motorischen Antrieb, beispiels
weise einen elektrischen Antrieb mit Permanentmagnetmotor und nachgeschaltetem
Untersetzungsgetriebe.
Der Aufbau des Differentialgetriebes 10 läßt sich aus der Zusammenschau der Fig.
4 und 5 erkennen: Jeder Abriebsrotor 11 bzw. 12 ist an seinem inneren Ende mit
einem Planetenrad 29 bzw. 30 versehen. Das Planetenrad 29 des Abtriebsrotors 11
steht in Eingriff mit einem ersten Differentialrad 31, das auf einem ersten Differential
zapfen 32 des Läufers 5 gelagert ist. Das erste Differentialrad 31 steht in Eingriff mit
einem zweiten Differentialrad 33, das auf einem in Umfangsrichtung von dem ersten
Differentialzapfen 32 beabstandeten zweiten Differentialzapfen 34 gelagert ist und mit
dem Planetenrad 30 des Abtriebsrotors 12 in Eingriff steht.
Die gleiche Anordnung ist um 180 Grad in Umfangsrichtung versetzt noch einmal vor
handen, d. h. das Planetenrad 30 des Abtriebsrotors 12 steht in Eingriff mit einem
dritten Differentialrad 35, das auf einem dritten Differentialzapfen 36 des Läufers 5
gelagert ist; das dritte Differentialrad 35 steht in Eingriff mit einem vierten Differential
zahnrad 37, das auf einem in Umfangsrichtung von dem dritten Differentialzapfen 36
beabstandeten vierten Differentialzapfen 38 gelagert ist und mit dem Planetenrad 29
des Abtriebsrotors 11 in Eingriff steht.
Der beschriebene Aufbau des Differentialgetriebes 10 bewirkt bei Geradeausfahrt die
gleiche Abtriebsdrehzahl der Abtriebsrotoren 11 und 12. Dabei gibt es keine Dreh
bewegung der Differentialräder. Bei Kurvenfahrt ermöglicht das Differentialgetriebe 10
einen Drehzahlausgleich zwischen den beiden Abtriebsrotoren 11 und 12 und damit
zwischen den beiden Tandemrädern 23 und 24.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Abschlußdeckel 2, 3, die Bremsen
15, 16 und die Getriebe 19, 20 spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht zur Mittelachse
M angeordneten Mittelebene des Elektromotors. Es ergibt sich dadurch vorteilhafter
weise ein hoher Gleichteilegehalt.
Claims (12)
Hide Dependent
translated from
Claims (12)
Hide Dependent
translated from
1. Antriebsanordnung mit einem Elektromotor, der einen Ständer und einen Läufer
aufweist, und mit einem in Wirkverbindung mit dem Läufer stehenden Differential
getriebe, das ausgangsseitig mit zwei Abtriebsrotoren verbunden ist, deren Mittel
achsen zueinander und zur Mittelachse des Läufers koaxial sind, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (10) in den Läufer integriert ist.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diffe
rentialgetriebe (10) abgedichtet ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromotor als Mittelteil einer Radachse ausgebildet ist.
4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor in einem Pendeldrehschemel angeordnet ist.
5. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Differentialgetriebe (10) als Stimrad-Differentialgetriebe ausgebildet ist.
6. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor als Permanentmagnet-Elektromotor ausgebildet ist.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer
(4) mit einem Wicklungssystem (8) und der Läufer (5) mit einem '
Permanentmagnetsystem (9) verbunden ist.
8. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor ein Motorgehäuse (1) mit zwei seitlichen Abschlußdeckeln
(2, 3) aufweist, wobei in oder auf jedem Abschlußdeckel (2, 3) jeweils einer der
Abtriebsrotoren (11, 12) gelagert ist.
9. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtriebsrotoren (11, 12) als Wellen ausgebildet sind, die jeweils an ihrem
Außenende mit einem Flansch (11a, 12a) versehen sind.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtriebsrotoren (11, 12) als Steckwellen ausgebildet sind, die jeweils mit
Mitteln (19a, 20b) zur Drehmomentübertragung versehen sind.
11. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß jedem Abtriebsrotor (11; 12) eine Bremse (15; 16), insbesondere eine
elektro-magnetisch lösbare Bremse zugeordnet und/oder ein Getriebe (19, 20),
insbesondere ein Planetengetriebe vor- oder nachgeschaltet ist.
12. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Abschlußdeckel (2, 3) und/oder die Bremsen (15, 16) und/oder die
Getriebe (19, 20) spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht zur Mittelachse (M)
angeordneten Mittelebene des Elektromotors sind.