DE10319448A1

DE10319448A1 - Lenkantrieb mit einem Lenkaktuator für zwei Drehschemel

Info

Publication number: DE10319448A1
Application number: DE2003119448
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schwarz
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-18
Also published as: FR2854367B1; FR2854367A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lenkantrieb mit einem Lenkaktuator, der mit zwei Drehschemeln (1, 2) in Wirkverbindung steht. Um einen platzsparenden und einfachen Aufbau zu erzielen, ist erfindungsgemäß der Lenkaktuator als Elektromotor (8) ausgebildet, der unterhalb eines Drehschemelträgers (3) angeordnet und an diesem befestigt ist. Dem Elektromotor (8) ist ein unterhalb des Drehschemelträgers (3) angeordnetes Untersetzungsgetriebe (9), insbesondere ein Wolfromgetriebe, koaxial nachgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkantrieb mit einem Lenkaktuator, der mit zwei Drehschemeln in Wirkverbindung steht.

Ein gattungsgemäßer Lenkantrieb ist aus der GB 1 590 335 bekannt. In einem der in dieser Druckschrift beschriebenen Ausführungsbeispiele ist ein als Hydraulikzylinder ausgebildeter Lenkaktuator in ein Lenkgestänge eingebaut, das zwei Drehschemel eines Flurförderzeugs miteinander verbindet. Sowohl das Lenkgestänge als auch der Hydraulikzylinder sind oberhalb eines plattenförmigen Drehschemelträgers angeordnet. Ein derartiger Lenkantrieb benötigt eine hydraulische Pumpe und Hydraulikleitungen, die den Hydraulikzylinder mit der Pumpe verbinden. Der aus dem Stand der Technik bekannte Lenkantrieb erfordert also einerseits relativ viel Platz, andererseits ist der Montageaufwand hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Lenkantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der platzsparend und einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lenkaktuator als Elektromotor ausgebildet ist, der unterhalb eines Drehschemelträgers angeordnet und an diesem befestigt ist.

Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, für den Lenkantrieb der beiden Drehschemel einen Elektroantrieb in Unterflurbauweise vorzusehen.

Dadurch wird nicht nur der Fertigungs- und Montageaufwand verringert, sondern auch eine niedrige Bauhöhe des erfindungsgemäßen Lenkantriebs erzielt, denn alle Komponenten sind unterhalb des Drehschemelträgers angeordnet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass dem Elektromotor ein unterhalb des Drehschemelträgers angeordnetes Untersetzungsgetriebe, insbesondere ein Wolfromgetriebe, koaxial nachgeschaltet ist. Neben dieser Platz sparenden Bauweise lassen sich bei Verwendung eines Wolfromgetriebs sehr hohe Untersetzungen erzielen, so dass der erfindungsgemäße Lenkantrieb mit einem relativ schnell laufenden Elektromotor verwirklicht werden kann, der über eine hohe Leistungsdichte und einen guten Wirkungsgrad verfügt.

Zweckmäßigerweise ist der Elektromotor mit dem Untersetzungsgetriebe zu einer Baueinheit zusammengefasst, in die mindestens ein Drehwinkel- und oder Drehzahlgeber integriert ist. Neben der einfachen Montage dieser Baueinheit am Drehschemelträger ist der Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber vor äußeren Einflüssen (Verschmutzung, Beschädigung) geschützt untergebracht.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Drehschemel spiegelsymmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene eines mit dem Lenkantrieb ausgestatteten Fahrzeugs angeordnet, wobei an jedem Drehschemel mindestens ein Rad gelagert ist, das durch einen Radnabenmotor antreibbar und durch eine Bremse bremsbar ist.

Durch diese Anordnung wird eine sichere Fahrdynamik erreicht. Sowohl beim Antreiben als auch beim Bremsen wird durch die zur vertikalen Längsmittelebene und damit auch zur Gierachse symmetrische Anordnung der Räder verhindert, dass Giermomente entstehen, die ein ungünstiges Fahrverhalten des Fahrzeugs verursachen. Dadurch sind höhere Fahrgeschwindigkeiten möglich, was die Umschlagsleistung von Flurförderzeugen erhöht.

Es erweist sich als günstig, wenn die Drehachse der Antriebswelle des Elektromotors senkrecht und in der vertikalen Längsmittelebene angeordnet ist.

Sofern der Elektromotor zu den Rädern in Fahrtrichtung versetzt ist, kann die Breite des Lenkantriebs optimiert werden, d. h. die Räder können im Vergleich zu einer Anordnung des Elektromotors zwischen den Rädern (d. h. auf einer Verbindungsgeraden) näher zusammengerückt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Drehschemelträger um eine Längsmittelachse eines mit dem Lenkantrieb ausgestatteten Fahrzeugs schwenkbar an einem Fahrzeugrahmen aufgehängt ist. Es ergeben sich damit die für Pendelachsen bekannten Vorteile (erhöhte Fahrstabilität, größerer Fahrkomfort).

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Lenkantriebs in einem Flurförderzeug, insbesondere in einem Lagertechnik-Gerät. Zu den Lagertechnik-Geräten zählen beispielsweise Niederhubwagen, Hochhubwagen, Kommissionierer und Schubmaststapler. Hierbei kann der Drehschemelträger als Plattform ausgebildet sein, auf der eine Bedienperson steht. Auf Grund der Unterflurbauweise des Lenkantriebs wird auf dem Flurförderzeug Platz für andere Komponenten geschaffen. Gleichwohl kann eine niedrige Einstiegshöhe erzielt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Lenkantrieb,
2a eine Draufsicht auf den Lenkantrieb gemäß 1 in Geradeausfahrstellung der Räder,
2b eine Draufsicht auf den Lenkantrieb gemäß 1 in Lenkstellung der Räder,
2c eine Draufsicht auf den Lenkantrieb gemäß 1 in entgegengesetzter Lenkstellung der Räder,
3 eine vergrößerte Darstellung des Elektromotors und des Untersetzungsgetriebes und
4 eine vergrößerte Darstellung einer Variante des Elektromotors und des Untersetzungsgetriebes.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Lenkantrieb für ein Flurförderzeug, das beispielsweise als Fahrerstand-Palettenhubwagen ausgebildet sein kann. Zwei parallel zueinander angeordnete Drehschemel 1 und 2 sind unterhalb eines plattenförmigen Drehschemelträgers 3 an diesem befestigt sind. Auf jedem Drehschemel 1 bzw. 2 ist ein Rad 4 bzw. 5 gelagert, das von einem Radnabenmotor 6 bzw. 7 angetrieben wird. Jeder Radnabenmotor 6 bzw. 7 ist mit einer eigenen Bremse versehen (in der Figur nicht dargestellt).
Mittig zwischen den beiden Drehschemeln 1 und 2 befindet sich ein als Elektromotor 8 angeordneter Lenkaktuator, der mit einem koaxial nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe 9 zu einer Baueinheit verblockt und an der Unterseite des Drehschemelträgers 3 befestigt ist.
Wie aus 2a erkennbar ist, wird der Ausgang des Untersetzungsgetriebes 9 von einem Rotor 10 gebildet, an dem zwei Rotorarme 10a und 10b angeformt sind. Jeder Rotorarm 10a bzw. 10b ist mit einem gebogenen Zwischenhebel 11 bzw. 12 gelenkig verbunden, der wiederum mit einem der Drehschemel 1 bzw. 2 mit Abstand zur jeweiligen Vertikalachse V1 bzw. V2 gelenkig verbunden ist. Der plattenförmige Drehschemelträger 3 ist strichpunktiert dargestellt.
Durch eine Drehbewegung des Rotors 10 um einen begrenzten Winkelbetrag lassen sich Schwenkbewegungen der Drehschemel 1 und 2 erzielen, wie sie in den 2b und 2c dargestellt sind.
Aus den 1 und 2a bis 2c ist auch ersichtlich, dass die bedien Drehschemel 1 und 2 spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Längsmittelachse L angeordnet sind, die sich (nicht dargestellt) nicht nur durch den Drehschemelträger 3 erstreckt sondern auch durch ein damit ausgerüstetes Flurförderzeug. Dadurch ist das Fahrzeug beim Abbremsen und beim Antreiben der Räder 4 und 5 praktisch frei von Giermomenten um die Gierachse, die normalerweise vertikal in der Längsmittelebene L angeordnet ist.
Schließlich ist den genannten Figuren noch entnehmbar, dass der Elektromotor 8 samt nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe 9 so angeordnet ist, dass sich die Drehachse der Antriebswelle 8a (und damit auch die Drehachse des Rotors 10) in der vertikalen Längsmittelebene L befindet und senkrecht ausgerichtet ist.
Darüber hinaus sind der Elektromotor 8 und das Untersetzungsgetriebe 9 gegenüber den Drehschemeln 1 und 2 in Fahrtrichtung versetzt angeordnet. Sie weisen also einen Abstand zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Vertikalachsen V1 und V2 der Drehschemel 1 und 2 auf. Durch diese Anordnung können die Drehschemel in Querrichtung des Flurförderzeugs näher aneinander gerückt werden.
Um die relativ hohe Drehzahl des Elektromotors 8 auf ein für die Schwenkbewegung der Drehschemel 1 und 2 passendes Maß herabzusetzen, ist das Untersetzungsgetriebe 9 als hochuntersetzendes Getriebe ausgebildet, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Wolfromgetriebe mit einer Untersetzung von beispielsweise i = 440.
Der Aufbau des Elektromotors 8 und des Untersetzungsgetriebes 9 ist aus 3 ersichtlich. Der Elektromotor 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Radialfeldmotor (bevorzugt Synchron- oder Asynchronmotor) ausgeführt, dessen Antriebswelle 8a drehstarr mit einer Ritzelwelle 13 verbunden ist, die das Eingangselement des Untersetzungsgetriebes 9 bildet. Als Ausgangselement wirkt ein Hohlrad 14, das drehstarr mit dem bereits erwähnten Rotor 10 verbunden ist.
Sowohl die Antriebswelle 8a des Elektromotors 8 als auch der mit dem Untersetzungsgetriebe 9 verbundenen Rotor 10 sind mit einem Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber 15 bzw. 16 gekoppelt, wobei diese Bauteile jeweils integriert, also geschützt untergebracht sind. Hierbei befindet sich der Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber 15 des Elektromotors 8 am unteren Ende der Baueinheit, während der Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber 16 des Untersetzungsgetriebes 9 am oberen Ende der Baueinheit angebracht ist.
4 unterscheidet sich von 3 dadurch, dass die Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber 15 und 16 beide am unteren Ende der Baueinheit angeordnet sind. Zu diesem Zweck sind die Antriebswelle 8a des Elektromotors 8 und die Ritzelwelle 13 des Untersetzungsgetriebes 9 hohl gebohrt, so dass ein mit dem Rotor 10 verbundener Drehstab 17 hindurch geführt und mit dem Drehzahl- und/oder Drehwinkelsensor 16 gekoppelt werden kann, der dem Untersetzungsgetriebe 9 zugeordnet ist.

Claims

Lenkantrieb mit einem Lenkaktuator, der mit zwei Drehschemeln in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkaktuator als Elektromotor (8) ausgebildet ist, der unterhalb eines Drehschemelträgers (3) angeordnet und an diesem befestigt ist.
Lenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Elektromotor (8) ein unterhalb des Drehschemelträgers (3) angeordnetes Untersetzungsgetriebe (9), insbesondere ein Wolfromgetriebe, koaxial nachgeschaltet ist.
Lenkantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) mit dem Untersetzungsgetriebe (9) zu einer Baueinheit zusammengefasst ist, in die mindestens ein Drehwinkel- und/oder Drehzahlgeber (15; 16) integriert ist.
Lenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschemel (1, 2) spiegelsymmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene (L) eines mit dem Lenkantrieb ausgestatteten Fahrzeugs angeordnet sind, wobei an jedem Drehschemel (1; 2) mindestens ein Rad (4; 5) gelagert ist, das durch einen Radnabenmotor (6; 7) antreibbar und durch eine Bremse bremsbar ist.
Lenkantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der Antriebswelle (8a) des Elektromotors (8) senkrecht und in der vertikalen Längsmittelebene (L) angeordnet ist.
Lenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) zu den Rädern (6, 7) in Fahrtrichtung versetzt ist.
Lenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschemelträger (3) um eine Längsmittelachse eines mit dem Lenkantrieb ausgestatteten Fahrzeugs schwenkbar an einem Fahrzeugrahmen aufgehängt ist.
Lenkantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Flurförderzeug, insbesondere in einem Lagertechnik-Gerät.