EP1506888A1 - Portalhubwagen mit elektrischem Radnabenantrieb - Google Patents

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EP1506888A1
EP1506888A1 EP03017709A EP03017709A EP1506888A1 EP 1506888 A1 EP1506888 A1 EP 1506888A1 EP 03017709 A EP03017709 A EP 03017709A EP 03017709 A EP03017709 A EP 03017709A EP 1506888 A1 EP1506888 A1 EP 1506888A1
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electric motor
carrier
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C19/00—Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries
    • B66C19/007—Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries for containers

Definitions

  • the invention relates to a straddle carrier according to the preamble of the first claim.
  • the invention is suitable for the transport of containers that are stored in a confined space and form narrow alleys that must be traversed by the straddle carrier to pick up or drop off the container.
  • Straddle carriers so-called “straddle carriers” have a U-shaped construction.
  • four supports are arranged on two lower frame parts, which through the supports with an upper frame are connected to which a mast is located, with the Containers are collected, lifted and transported.
  • the lower part of the straddle carrier be made as narrow as possible.
  • the drive, from Straddle carrier is as quiet as possible and good maneuverability of the Portalhubwagens is guaranteed. This is not achievable with conventional drives, since Components such as these by braking, transmission and drives extremely large units represent, so that are achieved with the suspensions on the straddle sizes, the are unsuitable to pass through narrow streets between parked containers.
  • EP 0 812 718 A2 describes an electric single-wheel drive for a work vehicle, in which an electric motor whose drive shaft is a speed-reducing Final drive gear and a subordinate this vehicle wheel drives.
  • the Single-wheel drive should be able, when using commercially available, inexpensive producible electric motors to a large speed range of the vehicle too realize, wherein the starting point of the electric motor with the main drive range of the Vehicle corresponds and still relatively high vehicle speeds possible are.
  • Between electric motor and final drive gear is a transmission gear arranged, which can be switched between at least two speed transmission stages is.
  • the transmission gearbox provides a switchable by clutch and brakes The document is no indication to suggest that the electric single-wheel drive is suitable for use on straddle carriers.
  • the order of engine, transmission and brake in the illustrated form also lead to none Compact drive suitable as electric single-wheel drive for a straddle carrier which has a vehicle weight of over 100 tons, and a Power range of more than 75 KW per drive and has a compact design of the electric wheel drive in such a way requires that a very narrow wheel is created.
  • the present wheel drive also has no dynamic brake in Associated with a spring-loaded parking brake.
  • This task is carried out by a straddle carrier with wheel drive according to the characteristics of the first claim solved.
  • FIG. 1 shows the straddle carrier 16 according to the invention, which consists of an upper frame 19 and two lower frames 20. At the top frame 19, the cab 23 is arranged. Between upper frame 19 and lower frame 20 there are four supports 21. On the subframe 20 eight wheels 18 are arranged, at the rear of the electric wheel drive 17 is located. The electric wheel drive 17 with the wheels 18 allows the straddle carrier 16 can enter very narrow lanes between the containers, so that only a small storage and working space is needed.
  • FIG. 2 shows the subframe 20 on the right side of the straddle carrier 16 as a detail, wherein four wheels 18 with electric wheel drives 17 are arranged on two wheels 18.
  • FIG. 3 shows the wheel of a straddle carrier, consisting of the tire 12 on the rim 1, which is arranged on the brake carrier 15 or the transmission housing 6.
  • the attachment 7 of the motor 8 is arranged, which is fixedly connected to the brake housing 9, in which the brakes 10 are located.
  • the gear housing 6 moves with the rim 1 with respect to the fixed brake housing 9.
  • the coolant is arranged ,
  • braking resistors 24 are arranged.
  • the housing of the motor 8 is fixedly connected via the attachment 7 with the wheel fork 2.
  • the motor shaft 13 drives the input stage 11 a of a planetary gear 11 and transmits the driving force to its output stage 11 b, wherein the builder 1 15 or the gear housing 6, the rim 1 are arranged with the tire 12.
  • the brake 10 is disposed between the output stage 11 b of the planetary gear and the housing 9.
  • the brake 10 is designed as a lockable and dynamic brake in the form of a Notwithstandinglamellenbremse. Mechanical seals ensure in a known manner that the gear oil and the cooling liquid can not escape from their functional spaces.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Portalhubwagen (16) mit elektrischem Radantrieb, der im Innenraum einer Felge angeordnet ist, bestehend aus Reifen und Felge an der Radgabel mit Öl- und Kühlkreisläufen, der Bremse, Dichtungen, einem Motor, einem Getriebe, Zu- und Abführungen für Energie, Signalleitungen und Kühlmittel sowie das Radlager, wobei der Elektromotor (8) am Gehäuse (9), verdrehfest mit einer Radgabel (2) angeordnet ist, die Welle des Elektromotors (8) mit einer Eingangsstufe (11a) eines Planetengetriebes (11) verbunden ist, auf dessen Endstufe (11b) ein Bremsträger (15) mit der Felge (1) des Rades aufgeschraubt ist, wobei zwischen dem Plantengetriebes (11) und dem umgebenden Gehäuse (9) eine Bremse (10) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Portalhubwagen entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Die Erfindung ist geeignet für den Transport für Container, die auf engstem Raum gelagert werden und enge Gassen bilden, die vom Portalhubwagen durchfahren werden müssen, um die Container aufzunehmen oder abzusetzen.
Portalhubwagen, sogenannte "Straddle-Carrier", weisen eine U-förmige Bauweise auf. In der Regel sind vier Stützen an zwei unteren Rahmenteilen angeordnet, die durch die Stützen mit einen oberen Rahmen verbunden sind, an dem sich ein Hubgerüst befindet, mit dem Container erfaßt, angehoben und transportiert werden. Da Container in der Regel auf sehr engem Raum gestapelt werden müssen, muß der untere Teil des Portalhubwagens möglichst schmal ausgeführt sein. Weiterhin besteht die Forderung, daß der Antrieb, von Portalhubwagen möglichst geräuscharm ist und eine gute Manövrierfähigkeit des Portalhubwagens gewährleistet ist. Das ist mit herkömmlichen Antrieben nicht erreichbar, da Bauteile wie diese durch Bremsen, Getriebe und Antriebe außerordentlich große Einheiten darstellen, so daß mit den Aufhängungen am Portalhubwagen Größen erreicht werden, die ungeeignet sind, um damit enge Gassen zwischen abgestellten Containern zu durchfahren.
Aus DE 197 14 210 A1 ist ein Portalhubwagen mit einem Unterrahmen und einem Oberrahmen bekannt, der mindestens zweiteilig und lenkig miteinander ausgebildet ist. Die Anordnung von lenkbaren Rädern erlaubt es, Container punktgenau anzufahren. Die Räder des Portalhubwagens sind beidseitig gelagert, was dazu führt, daß der Portalhubwagen im Radbereich eine Breite aufweist, die mehr als eine halbe Containerbreite beträgt. Damit müssen breite Gassen zwischen den Containern für die Fahrwerke freigehalten werden, was zur Folge hat, daß beidseitig eines Containers ebenfalls eine Containerbreite für die Breite der Räder verlorengeht, so daß der Käufer des Fahrzeuges aufgrund der Breite der Radeinheiten für das Betreiben des Portalhubwagens zusätzlichen Platz benötigt, der von der Lagerfläche für die Container verlorengeht.
Antriebe, bei denen sich in den Rädern lediglich die Brems- und Getriebeeinheiten befinden und die Zuleitung der Antriebskraft über eine Antriebswelle in die Räder erfolgt, haben zur Folge, daß Antriebseinheit am Fahrträger angeordnet ist und die Kraftübertragung über Gelenkwellen oder Ketten zum Rad erfolgt, so daß frei bewegliche Teile am Fahrzeug eine Gefahren- und Störquelle darstellen.
In EP 0 812 718 A2 ist ein elektrischer Einzelradantrieb für ein Arbeitsfahrzeug beschrieben, bei dem ein Elektromotor, dessen Antriebswelle eine die Drehzahl untersetzendes Endantriebsgetriebe und ein diesem nachgeordnetes Fahrzeugrad antreibt. Der Einzelradantrieb soll in der Lage sein, bei Verwendung handelsüblicher, kostengünstig herstellbarer Elektromotoren einen großen Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges zu realisieren, wobei der Ausgangspunkt des Elektromotors mit dem Hauptantriebsbereich des Fahrzeuges korrespondiert und dennoch relativ hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten möglich sind. Zwischen Elektromotor und Endantriebsgetriebe ist ein Übertragungsgetriebe angeordnet, welches zwischen wenigstens zwei Drehzahlübertragungsstufen umschaltbar ist. Das Übertragungsgetriebe stellt ein durch Kupplung und Bremsen umschaltbares Planetengetriebe dar. Dem Dokument ist kein Hinweis darauf zu entnehmen, daß der elektrische Einzelradantrieb für den Einsatz an Portalhubwagen geeignet sei. Die Anordnung von Motor, Getriebe und Bremse in der dargestellten Form führen auch zu keinem kompakten Antrieb, der als elektrischer Einzelradantrieb für einen Portalhubstapler geeignet ist, welcher ein Fahrzeuggewicht von über 100 Tonnen aufweist, und einem Leistungsbereich von mehr als 75 KW pro Antrieb aufweist und eine kompakte Bauweise des elektrischen Radantriebes in der Weise erfordert, daß ein sehr schmales Rad entsteht. Weiterhin weist der vorliegende Radantrieb auch keine dynamische Bremse im Zusammenhang mit einer federbelasteten Feststellbremse auf.
Nach dem bekannten Stand der Technik sind keine Portalhubwagen mit elektrischem Radantrieb bekannt, bei denen die Räder eine hohe Antriebsleistung pro Rad aufweisen, schmal ausgeführt sind, wobei ein elektrischer Motor, Bremsen und das Getriebe im Radantrieb so angeordnet sind, daß der Portalhubwagen bei hoher Leistung nur eine geringe Breite im Radbereich aufweist, ohne daß offene bewegliche Teile am Rad vorhanden sind und ein geräuscharmer Antrieb entsteht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Portalhubwagen zu entwickeln, mit dem ein Fahren in schmalen Gassen zwischen Containern möglich ist, der Antrieb geräusch- und schadstoffarm und ohne bewegliche Übertragungsteile zwischen dem Rahmen und den Rädern erfolgen soll und hohe Leistungen durch das Rad übertragen werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Portalhubwagen mit Radantrieb nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Die Erfindungsgemäße Lösung sieht einen Portalhubwagen vor, der einen kompakten elektrischen Radantrieb aufweist, bestehend aus Reifen auf einer Felge an einer lenkbaren Radgabel mit Öl- und Kühlkreisläufen, der Bremse, Dichtungen, einem Motor, einem Getriebe, Zu- und Abführen für Energie, Signalleitungen und Kühlmittel sowie dem Radlager, wobei der Elektromotor in flacher Bauform mit seinem Gehäuse verdrehfest mit der Radgabel verbunden ist. Die Welle des Elektromotors ist mit einer Eingangsstufe eines Reduziergetriebes, vorzugsweise eines Planetengetriebes, verbunden, auf dessen Endstufe ist die Felge des Rades aufgeschraubt wobei zwischen der Endstufe des Planetengetriebes und dem Gehäuse Bremsen angeordnet sind, die somit dicht am Rad wirken.
Die Bremsen sind als feststellbare und dynamische Bremse ausgeführt, wobei die Betriebsbremse für ein automotives Fahren hydraulisch betätigbar ist und die Feststellbremse federbelastet ist. Vorteilhaft ist es, die Betriebsbremse als Naßlamellenbremse auszuführen.
Es ist vorteilhaft, das Planetengetriebe zweistufig auszuführen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das Radlager zwischen dem Planetengetriebe anzuordnen. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Radgabel lenkbar auszuführen. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten ist es vorteilhaft, am Radantrieb einen Thermofühler für das Kühlmittel anzuordnen. Der Portalhubwagen kann mit mehreren elektrischen Radantrieben ausgerüstet sein, vorteilhafter Weise mit wenigstens einem Antrieb auf jeder Seite.
Vorteilhaft ist es weiterhin Bremswiderstände an jedem Antrieb anzuordnen, mit denen die Bremsenergie abgeführt wird.
Durch den Erfindungsgemäßen Portalhubwagen mit elektrischem Radantrieb ist es möglich, den Portalhubwagen im Radbereich platzsparend auszuführen, geräuscharm anzutreiben, wobei hohe Kräfte übertragen werden können, ohne daß bewegliche Teile zwischen Rahmen und Rad zur Bewegungsübertragung zum Rad erforderlich sind.
Weiterhin ist es durch den elektrischen Antrieb möglich, die Bremsenergie zum Großteil über Bremswiderstände abzuleiten, was zu einem geringen Bremsverschleiß führt.
Der E-Motor hat einen besseren Wirkungsgrad, was zu einem geringen Kraftstoffverbrauch führt. Aufgrund der einfachen Bauweise ist der E-Motor langlebiger als andere vergleichbare Motoren. Durch geregelte Antriebsmotoren ist eine präzise Antriebsweise des Fahrzeugs möglich.
Im Folgenden wird die Erfindung an zwei Figuren und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figur 1:
Erfindungsgemäßer Portalhubwagen mit kompaktem elektrischem Radantrieb an vier Rädern
Figur 2:
Einzelheit der Räder mit Radantrieb
Figur 3:
Radantrieb an einem Portalhubwagen in perspektivischer Darstellung.
Figur 4:
Radantrieb an einem Portalhubwagen in Prinzipdarstellung im Schnitt.
Die Figur 1 zeigt den Erfindungsgemäßen Portalhubwagen 16, der aus einem Oberrahmen 19 und zwei Unterrahmen 20 besteht. Am Oberrahmen 19 ist die Fahrerkabine 23 angeordnet. Zwischen Oberrahmen 19 und Unterrahmen 20 befinden sich vier Stützen 21. Am Unterrahmen 20 sind acht Räder 18 angeordnet, an deren Hinterseite sich der elektrische Radantrieb 17 befindet. Der elektrische Radantrieb 17 mit den Rädern 18 erlaubt es, daß der Portalhubwagen 16 in sehr schmale Gassen zwischen den Containern einfahren kann, so daß nur eine geringe Lager- und Arbeitsfläche benötigt wird.
Die Figur 2 zeigt die den Unterrahmen 20 auf der rechten Seite des Portalhubwagens 16 als Detail, wobei vier Räder 18 mit elektrischen Radantrieben 17 an zwei Rädern 18 angeordnet sind.
Die Figur 3 zeigt das Rad eines Portalhubwagen, bestehend aus dem Reifen 12 auf der Felge 1, die am Bremsträger 15 oder dem Getriebegehäuse 6 angeordnet ist. An der Radgabel 2 des Portalhubwagens ist die Befestigung 7 des Motors 8 angeordnet, die fest mit dem Bremsgehäuse 9 verbunden ist, in dem sich die Bremsen 10 befinden. Das Getriebegehäuse 6 bewegt sich mit der Felge 1 gegenüber dem feststehenden Bremsgehäuse 9. An der beweglichen und lenkbaren Radgabel 2 sind Zuleitungen 3 für den E-Motor 8, Zuleitungen 4 für die Kühlflüssigkeit für die Bremsen, Bremsleitungen 5 und ein Thermofühler 14 das Kühlmittel angeordnet. Zwischen der Befestigung 7 des Motors 8 und dem Bremsgehäuse 9 mit der innenliegenden hydraulisch betätigten Betriebsbremse und der federbetätigten Feststellbremse befindet sich ein Raum 11 c mit der ersten Planetenstufe. Weiterhin sind Bremswiderstände 24 angeordnet.
Die Figur 4 zeigt einen Schnitt durch den Radantrieb, in dem die Funktionsteile des Antriebes prinzipiell dargestellt sind. Das Gehäuse des Motors 8 ist über die Befestigung 7 mit der Radgabel 2 fest verbunden. Die Motorwelle 13 treibt die Eingangsstufe 11 a eines Planetengetriebes 11 und überträgt die Antriebskraft auf dessen Endstufe 11 b, wobei am Bauträger 15 oder dem Getriebegehäuse 6 die Felge 1 mit dem Reifen 12 angeordnet sind. Um den Portalhubwagen zu bremsen, ist zwischen der Endstufe 11 b des Planetengetriebes und dem Gehäuse 9 die Bremse 10 angeordnet. Die Bremse 10 ist als feststellbare und dynamische Bremse in Form einer Naßlamellenbremse ausgeführt. Gleitringdichtungen sorgen in bekannter Weise dafür, daß das Getriebeöl und die Kühlflüssigkeit nicht aus ihren Funktionsräumen entweichen können.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1
Felge
2
Radgabel
3
Zuleitung für E-Motor
4
Zuleitung für Kühlflüssigkeit
5
Bremsleitung
6
Getriebegehäuse mit 2. Planetenstufe und Felgen am Schluß
7
Befestigung des Motors
8
E-Motor mit Gehäuse
9
Bremsgehäuse mit innenliegender hydraulisch betätigter Betriebs- und federbetätigter Feststellbremse 10
10
Bremse
11a
Planetengetriebe, Eingangsstufe
11b
Planetengetriebe, Ausgangsstufe
11c
Raum zwischen Motor und Bremse mit 1. Planetenstufe
12
Reifen
13
Motorwelle
14
Thermofühler für Kühlmittel
15
Befestigung der Felge 1 am Bremsträger
16
Portalhubwagen
17
elektrischer Radantrieb
18
Rad
19
Oberrahmen
20
Unterrahmen
21
Stütze zwischen 19 und 20
22
Lastaufnahmemittel
23
Fahrerkabine
24
Bremswiderstand

Claims (10)

  1. Portalhubwagen (16), bestehend aus einem Ober- und Unterrahmen (19, 20), die durch Stützen (21) miteinander verbunden sind, wobei zwei Unterrahmenteile (20) mit Rädern (18) in den Gassen zwischen Containern verfahren und am Oberrahmen (19) das Lastaufnahmemittel (22) befestigt ist,
    gekennzeichnet durch einen
    kompakten elektrischen Radantrieb (17) zwischen Felge (1) und Radgabel (2)
  2. Portalhubwagen (16) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Elektromotor (8) mit einem Gehäuse (9) verdrehfest mit der Radgabel (2) verbunden ist,
    die Welle des Elektromotors (8) mit einer Eingangsstufe (11a) eines Reduziergetriebes (11) verbunden ist, auf dessen Endstufe (11 b) ein Bremsträger (15) mit der Felge (1) des Rades aufgeschraubt ist, und
    zwischen dem Planetengetriebes (11) und dem umgebenden Gehäuse (9) eine Bremse (10) angeordnet ist.
  3. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremse (10) eine feststellbare und dynamische Bremse angeordnet ist.
  4. Portalhubwagen (16) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine hydraulisch betätigte Betriebsbremse und eine federbelastete Feststellbremse.
  5. Portalhubwagen (16) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremse (10) eine Naßlamellenbremse angeordnet ist.
  6. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduziergetriebe ein zweistufiges Planetengetriebe (11) ausgeführt ist.
  7. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Radlager im Reduzier- oder Planetengetriebe (11) angeordnet ist.
  8. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Motor (8) flüssigkeitsgekühlt ist.
  9. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der kompakten elektrischen Radantriebe (17) auf beiden Seiten des Unterrahmens übereinstimmen.
  10. Portalhubwagen (16) nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Großteil der Bremsenergie über Bremswiderstände (24) abgeführt wird.
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