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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung und eine Antriebsachse für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug.
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Antriebsvorrichtungen für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Antriebsvorrichtungen weisen ein Gehäuse, eine an dem Gehäuse angebrachte elektrische Maschine und eine durch die elektrische Maschine antreibbare Getriebeeinheit auf. Die Getriebeeinheit ist dabei über einen Antriebsflansch mit einem Fahrzeugrad verbunden. Die Antriebsvorrichtungen haben die Aufgabe das Fahrzeug zu beschleunigen, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen. Ebenso muss bei derartigen Antriebsvorrichtungen eine Bremsvorrichtung vorgesehen sein, um das Fahrzeug zu verzögern, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, und dann, wenn es sich nicht bewegt, in einer festen Position zu halten, d.h. eine Geschwindigkeit von Null zu gewährleisten.
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Generell ist es bei Antriebsvorrichtungen für Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderzeuge, wie beispielsweise Gabelstapler, wünschenswert, die beschriebenen Funktionen mit einer kompakten Bauweise zu realisieren.
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Aus der
DE 199 45 701 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Bremsaktuator bekannt, insbesondere ein Bremsaktuator für eine Schienenfahrzeug-Bremszange für eine Scheibenbremse. Der Bremsaktuator umfasst eine Betriebsbremseinheit mit einem elektromotorischen Antrieb zum Zuspannen und Lösen der Bremse, eine Sicherheitsbremseinheit mit einer Speicherfedereinrichtung zum Zuspannen der Bremse und eine Bremsspindel zum Umsetzen der Bewegungen des elektromotorischen Antriebes in eine translatorische Bewegung zum Betätigen einer Bremszuspannmechanik. Die Speicherfedereinrichtung und die Bremsspindel sind koaxial zueinander angeordnet und mechanisch in Reihe geschaltet.
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Die
DE 10 2019 117 074 A1 betrifft eine Bremseinrichtung sowie eine Antriebseinheit, welche die Bremseinrichtung umfasst. Die Bremseinrichtung für einen Radnabenmotor, insbesondere für einen Radnabenmotor eines sogenannten „E-Wheels“, umfasst eine rotierbar um eine Rotationsachse angeordnete Bremsscheibe sowie ein koaxial angeordnetes Mitnehmer-Element. Die Bremsscheibe und das Mitnehmer-Element sind mittels wenigstens einer ringförmig ausgebildeten Wellfeder an einer jeweiligen, an einer axialen Seite befindlichen Kreisbahn miteinander verbunden, sodass mit der Wellfeder nach erfolgter, zwecks Anlage an einem Reibelement zur Erzeugung einer reibungsbedingten Bremsung realisierter axialer Verlagerung der Bremsscheibe, die Bremsscheibe selbstständig in die entgegengesetzte axiale Richtung zurück verlagerbar ist.
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Aus der
DE 40 11 304 C1 ist eine innerhalb eines Fahrzeuggetriebes angeordnete Lamellenbremse mit einem außen am feststehenden Getriebegehäuse angelenkten, zweiarmigen Hebel für ihre Betätigung bekannt. Ein Hebelarm ist mit einer vom Fahrer zu betätigenden Einrichtung verbunden und der andere Hebelarm liegt an einem das Getriebegehäuse durchdringenden, auf eine die Lamellen gegen die Kraft einer ersten Feder gegen einen Anschlag pressende, axial verschiebbare Scheibe einwirkenden Druckstift an. Im ersten Hebelarm ist ein über eine Hydraulikleitung mit der vom Fahrer zu betätigenden Einrichtung verbundener Hydraulikzylinder ausgebildet, mit einer Druckkammer und einem darin abgedichtet geführten Kolben, der einseitig aus dem Zylinder austritt und sich am Getriebegehäuse abstützt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die kompakt aufgebaut ist. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakt aufgebaute Antriebsachse sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Antriebsvorrichtung oder mit einer solchen Antriebsachse bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Antriebsvorrichtung ist für ein Fahrzeug ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse, eine an dem Gehäuse angebrachte elektrische Maschine und eine durch die elektrische Maschine antreibbare Getriebeeinheit auf. Die Getriebeeinheit weist ein gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagertes und durch die elektrische Maschine zu einer Drehbewegung antreibbares Getriebeelement auf. Die Antriebsvorrichtung weist außerdem eine Bremseinheit auf. Die Bremseinheit weist ein an dem Gehäuse drehfest angebrachtes erstes Bremselement, ein mit dem Getriebeelement drehfest verbundenes zweites Bremselement, eine erste Betätigungseinheit und eine zweite Betätigungseinheit auf. Die erste Betätigungseinheit kann in eine aktivierte Stellung und in eine deaktivierte Stellung verbracht werden. Die zweite Betätigungseinheit kann ebenfalls in eine aktivierte Stellung und in eine deaktivierte Stellung verbracht werden. Das erste Bremselement und das zweite Bremselement können entlang einer ersten Bremsachse in eine geschlossene Konfiguration, in der zwischen dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement ein Kraftschluss hergestellt ist, und entlang der ersten Bremsachse in eine geöffnete Konfiguration verbracht werden, in der das erste Bremselement und das zweite Bremselement voneinander beabstandet sind. Dann, wenn die zweite Betätigungseinheit in der deaktivierten Stellung ist, ist die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung und dann, wenn die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung ist, sind das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geschlossene Konfiguration. Die erste Betätigungseinheit und die zweite Betätigungseinheit sind senkrecht zur ersten Bremsachse gesehen zueinander versetzt angeordnet.
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Die Antriebsvorrichtung ist für ein Fahrzeug ausgebildet. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung für ein Flurförderzeug, insbesondere einen Gabelstapler, ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung kann also auch als Fahrzeugantriebsvorrichtung, Flurförderzeugantriebsvorrichtung oder Gabelstaplerantriebsvorrichtung bezeichnet werden.
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Die Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse, eine an dem Gehäuse angebrachte elektrische Maschine und eine durch die elektrische Maschine antreibbare Getriebeeinheit auf. Insbesondere kann ein Abschnitt der elektrischen Maschine in einer Umgebung des Gehäuses angeordnet sein und ein weiterer Abschnitt der elektrischen Maschine, wie beispielsweise eine Rotorwelle, kann sich zumindest abschnittsweise in einen durch das Gehäuse definierten Hohlraum hinein erstrecken, um dort die Getriebeeinheit anzutreiben. Die Getriebeeinheit ist bevorzugt vollständig in dem durch das Gehäuse definierten Hohlraum angeordnet. Die Getriebeeinheit ist bevorzugt über einen Antriebsflansch der Antriebsvorrichtung mit einem Fahrzeugrad verbunden, um diesen drehbar anzutreiben. Bevorzugt kann die Antriebsmaschine das Fahrzeug beschleunigen, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöhen, verzögern, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, und dann, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, das Fahrzeug in einer festen Position halten, d.h. eine Geschwindigkeit von Null gewährleisten. Außerdem leitet die Antriebsvorrichtung bevorzugt die von dem Fahrzeugrad auf die Getriebeeinheit wirkenden Kräfte über die Getriebeeinheit auf einen Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs ab. Wenn das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird so erfolgt die Beschleunigung oder die Verzögerung des Fahrzeugs vorzugsweise elektrisch mithilfe der elektrischen Maschine. Wenn beispielsweise das Fahrzeug beschleunigt werden soll, so wandelt die elektrische Maschine elektrische Energie in mechanische Energie um und speist diese in Form von Drehmoment und Drehzahl in die Getriebeeinheit ein. In der Getriebeeinheit werden das Drehmoment und die Drehzahl gewandelt und auf den Antriebsflansch und von diesem auf das Fahrzeugrad übertragen. Wenn das Fahrzeug verzögert werden soll, wird der Energiefluss umgekehrt. Vom Fahrzeugrad werden Drehmoment und Drehzahl auf die Getriebeeinheit übertragen und dort gewandelt und von der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt, die dann in einen Speicher, wie beispielsweise in eine Batterie, eingespeist wird. Somit kann mithilfe der elektrischen Maschine, wenn diese im Generatorbetrieb arbeitet, eine Bremswirkung bereitgestellt werden.
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Die Getriebeeinheit weist ein gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagertes und durch die elektrische Maschine zu einer Drehbewegung antreibbares Getriebeelement auf. Die Getriebeeinheit weist bevorzugt eine Stirnradeinheit mit zwei ineinandergreifenden Stirnrädern auf. Das Getriebeelement ist bevorzugt eines dieser beiden Stirnräder. Die Getriebeeinheit weist bevorzugt zusätzlich zu dem Getriebeelement weitere Getriebeelemente auf, die durch die elektrische Maschine jeweils zu einer entsprechenden Drehbewegung angetrieben werden können. Die einzelnen Getriebeelemente greifen ineinander ein, sodass ausgehend von der elektrischen Maschine über die Getriebeeinheit ein Drehmoment an dem Fahrzeugrad bereitgestellt werden kann, dass entweder zu einer Beschleunigung des Fahrzeugs oder zu einem Abbremsen des Fahrzeugs führen kann.
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Die Antriebsvorrichtung weist außerdem eine Bremseinheit auf. Dadurch, dass zusätzlich zu der elektrischen Maschine die Bremseinheit als Bestandteil der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, kann die Antriebsvorrichtung mithilfe der Bremseinheit eine Bremswirkung bereitstellen, die zusätzlich zu einer durch die elektrische Maschine bereitgestellte Bremswirkung vorliegen kann, sodass das Fahrzeug besonders sicher abgebremst werden kann.
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Die Bremseinheit weist ein an dem Gehäuse drehfest angebrachtes erstes Bremselement und ein mit dem Getriebeelement drehfest verbundenes zweites Bremselement auf. Wenn also zwischen dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement ein Kraftschluss hergestellt wird, so kann dadurch eine Bremswirkung erzeugt werden, dass eine Drehbewegung des Getriebeelements abgebremst wird und somit eine Bremswirkung innerhalb der Getriebeeinheit bereitgestellt wird. Beispielsweise kann ein teilweiser Kraftschluss vorliegen, sodass eine Bremswirkung erzeugt wird, sich das erste Bremselement und das zweite Bremselement jedoch relativ zueinander bewegen. Beispielsweise kann auch ein vollständiger Kraftschluss vorliegen, sodass eine Bremswirkung erzeugt wird und sich das erste Bremselement und das zweite Bremselement nicht relativ zueinander bewegen, sondern kraftschlüssige miteinander verbunden sind.
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Die Bremseinheit weist eine erste Betätigungseinheit und eine zweite Betätigungseinheit auf. Die erste Betätigungseinheit kann in eine aktivierte Stellung und in eine deaktivierte Stellung verbracht werden. Die zweite Betätigungseinheit kann ebenfalls in eine aktivierte Stellung und in eine deaktivierte Stellung verbracht werden. Bevorzugt ist die aktivierte Stellung der ersten Betätigungseinheit die Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung, aufgrund von einer in einem entsprechenden Druckraum ausreichend vorliegenden Druckbeaufschlagung eines Druckmediums eingenommen wird. Bevorzugt ist die deaktivierte Stellung der ersten Betätigungseinheit die Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung, dann eingenommen wird, wenn keine Druckbeaufschlagung des Druckmediums vorliegt. Bevorzugt ist die aktivierte Stellung der zweiten Betätigungseinheit die Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung, aufgrund von einer in einem entsprechenden Druckraum ausreichend vorliegenden Druckbeaufschlagung eines Druckmediums eingenommen wird. Bevorzugt ist die deaktivierte Stellung der zweiten Betätigungseinheit die Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung, dann eingenommen wird, wenn keine Druckbeaufschlagung des Druckmediums vorliegt.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist zwischen einer aktivierten Stellung, einer deaktivierten Stellung, einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand zu unterscheiden. Die erste Betätigungseinheit ist bevorzugt dann in einem aktivierten Zustand, wenn ein Druckmedium in einem Druckraum mit Druck beaufschlagt ist. Die erste Betätigungseinheit ist bevorzugt dann in einem deaktivierten Zustand, wenn das Druckmedium in dem Druckraum nicht mit Druck beaufschlagt ist. Die zweite Betätigungseinheit ist bevorzugt dann in einem aktivierten Zustand, wenn ein Druckmedium in einem Druckraum mit Druck beaufschlagt ist. Die zweite Betätigungseinheit ist bevorzugt dann in einem deaktivierten Zustand, wenn das Druckmedium in dem Druckraum nicht mit Druck beaufschlagt ist.
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Das erste Bremselement und das zweite Bremselement können entlang einer ersten Bremsachse in eine geschlossene Konfiguration gebracht werden, in der zwischen dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement ein Kraftschluss hergestellt ist. Der Kraftschluss gewährleistet eine Bremswirkung. Da das zweite Bremselement mit dem Getriebeelement drehfest verbunden ist, wird somit eine Bremswirkung innerhalb der Getriebeeinheit bereitgestellt.
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Das erste Bremselement und das zweite Bremselement können entlang der ersten Bremsachse in eine geöffnete Konfiguration verbracht werden, in der das erste Bremselement und das zweite Bremselement voneinander beabstandet sind. In der geöffnete Konfiguration liegt also zwischen dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement kein Kraftschluss vor. Somit wird in der geöffneten Konfiguration zumindest innerhalb der Getriebeeinheit keine Bremswirkung bereitgestellt. Unabhängig davon, kann jedoch durch die elektrische Maschine eine Bremswirkung bereitgestellt werden. Bevorzugt weist die Antriebseinheit ein Lamellenpaket auf, das eine erste Lamelleneinheit und eine zweite Lamelleneinheit aufweist. Bevorzugt ist das erste Bremselement die erste Lamelleneinheit und das zweite Bremselement ist die zweite Lamelleneinheit. Bevorzugt ist die erste Lamelleneinheit drehfest an dem Gehäuse angebracht und die zweite Lamelleneinheit ist drehfest mit dem Getriebeelement verbunden. Bevorzugt können die erste Lamelleneinheit und die zweite Lamelleneinheit aus einer geöffneten Konfiguration entlang der ersten Bremsachse in eine geschlossene Konfiguration und von der geschlossenen Konfiguration entlang der ersten Bremsachse in die geöffnete Konfiguration verbracht werden. In der geschlossenen Konfiguration ist zwischen der ersten Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit ein Kraftschluss hergestellt, sodass eine Bremswirkung durch den Kraftschluss bereitgestellt wird. In der geöffneten Konfiguration sind die erste Lamelleneinheit und die zweite Lamelleneinheit voneinander beanstandet, sodass kein Kraftschluss hergestellt ist und auch keine Bremswirkung durch das Lamellenpaket bereitgestellt wird.
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Bevorzugt kann das erste Bremselement entlang der ersten Bremsachse bewegt werden, sodass zwischen der geschlossenen Konfiguration und der geöffneten Konfiguration gewechselt werden kann. Alternativ bevorzugt kann das zweite Bremselement entlang der ersten Bremsachse bewegt werden, sodass zwischen der geschlossenen und der geöffneten Konfiguration gewechselt werden kann. Weiter alternativ bevorzugt kann sowohl das erste Bremselement als auch das zweite Bremselement entlang der ersten Bremsachse bewegt werden, sodass zwischen der geschlossenen und der geöffneten Konfiguration gewechselt werden kann.
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Dann, wenn die zweite Betätigungseinheit in der deaktivierten Stellung ist, ist die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung. Dadurch, dass dann, wenn die zweite Betätigungseinheit in der deaktivierten Stellung ist, die erste Betätigungseinheit in aktivierten Stellung ist, wird gewährleistet, dass immer dann, wenn mithilfe der zweiten Betätigungseinheit durch die deaktivierte Stellung eine Bremswirkung erzeugt werden soll, diese Bremswirkung über die erste Betätigungseinheit eingeleitet wird, insbesondere unabhängig davon, ob die erste Betätigungseinheit im aktivierten Zustand ist oder im deaktivierten Zustand ist.
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Dann, wenn die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung ist, sind das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geschlossene Konfiguration.
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Dadurch, dass dann, wenn die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung ist, das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geschlossenen Konfiguration sind, wird gewährleistet, dass von der Bremseinheit eine Bremswirkung bereitgestellt wird. Dass die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung ist, kann bevorzugt zum einen dadurch erreicht werden, dass die erste Betätigungseinheit im aktivierten Zustand ist oder in diesen verbracht wird und somit eine Bremswirkung bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann, dass die erste Betätigungseinheit in der aktivierten Stellung ist, auch bevorzugt dadurch erreicht werden, dass die zweite Betätigungseinheit in der deaktivierten Stellung ist, insbesondere unabhängig davon, ob die erste Betätigungseinheit im aktivierten Zustand ist oder im deaktivierten Zustand ist. Somit kann auch dann eine Bremswirkung bereitgestellt werden, indem die zweite Betätigungseinheit in der deaktivierten Stellung ist und in diese verbracht wird. Somit kann also bevorzugt mithilfe der ersten Betätigungseinheit und mithilfe der zweiten Betätigungseinheit die geschlossene Konfiguration und die geöffnete Konfiguration eingestellt werden, und somit innerhalb der Getriebeeinheit eine Bremswirkung bereitgestellt werden oder gerade keine Bremswirkung innerhalb der Getriebeeinheit bereitgestellt werden.
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Die erste Betätigungseinheit und die zweite Betätigungseinheit sind senkrecht zur ersten Bremsachse gesehen zueinander versetzt angeordnet. Dadurch, dass die erste Betätigungseinheit und die zweite Betätigungseinheit senkrecht zur ersten Bremsachse gesehen zueinander versetzt angeordnet sind, kann insbesondere im Gegensatz zu dem Fall, in dem die erste Betätigungseinheit und die zweite Betätigungseinheit koaxial zueinander angeordnet sind, die elektrische Maschine weiter in Richtung hin zu der ersten Bremsachse und weiter in Richtung hin zu dem Antriebsflansch positioniert sein, wodurch entlang der ersten Bremsachse gesehen ein besonders kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung gewährleistet ist.
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Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass eine kompakt aufgebaute Antriebsvorrichtung bereitgestellt wird.
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In einer Ausführungsform weist die erste Betätigungseinheit einen ersten Zylinder und einen in dem ersten Zylinder entlang einer zweiten Bremsachse verschiebbar gelagerten ersten Kolben auf. Mithilfe des ersten Zylinders und des ersten Kolbens wird eine mechanisch einfach aufgebaute erste Betätigungseinheit bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform sind die erste Bremsachse und die zweite Bremsachse koaxial angeordnet. Dadurch, dass die erste Bremsachse und die zweite Bremsachse koaxial angeordnet sind, kann die erste Betätigungseinheit mechanisch einfach und dennoch ausreichend robust aufgebaut sein, um große Kräfte bereitzustellen, die zu dem Kraftschluss und somit zu einer ausreichenden Bremswirkung führen.
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In einer Ausführungsform sind der erste Zylinder und das Gehäuse einstückig ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung des ersten Zylinders und des Gehäuses wird ein kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung gewährleistet.
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In einer Ausführungsform ist der erste Kolben einstückig ausgebildet. Die einstückige Ausbildung des ersten Kolbens gewährleistet einen besonders mechanisch robusten ersten Kolben.
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In einer Ausführungsform ist der erste Kolben zweistückig ausgebildet. Die zweistückige Ausbildung des ersten Kolbens gewährleistet, dass die Antriebsvorrichtung besonders leicht modifiziert werden kann. Bevorzugt weist der zweistückige erste Kolben einen ersten Kolbenabschnitt und einen zweiten Kolbenabschnitt auf. Der erste Kolbenabschnitt ist bevorzugt als Kolben ausgebildet. Bevorzugt nimmt der erste Kolben einen Nutring aufnimmt, der eine Dichtung zwischen dem ersten Kolbenabschnitt und dem ersten Zylinder bereitgestellt. Der zweite Kolbenabschnitt ist bevorzugt als Druckstift ausgebildet. Bevorzugt überträgt der zweite Kolbenabschnitt Kräfte entlang der zweiten Bremsachse auf den ersten Kolbenabschnitt. Mithilfe des zweistückigen ersten Kolbens ist es besonders einfach die zweite Betätigungseinheit zu demontieren und gleichzeitig eine Funktionsfähigkeit der Antriebsvorrichtung zu gewährleisten. Wenn die zweite Betätigungseinheit demontiert wird, ist bevorzugt nur ein mit einer Bohrung versehener Deckel der zweiten Betätigungseinheit durch einen Deckel ohne Bohrung zu ersetzen.
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In einer Ausführungsform weist die zweite Betätigungseinheit einen zweiten Zylinder und einen in dem zweiten Zylinder entlang einer dritten Bremsachse verschiebbar gelagerten zweiten Kolben auf. Mithilfe des zweiten Zylinders und des zweiten Kolbens wird eine mechanisch einfach aufgebaute zweite Betätigungseinheit bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform sind die erste Bremsachse und die dritte Bremsachse senkrecht zur ersten Bremsachse gesehen zueinander versetzt angeordnet. Dadurch, dass die erste Bremsachse und die dritte Bremsachse senkrecht zur ersten Bremsachse gesehen zueinander versetzt angeordnet sind, kann entlang der ersten Bremsachse gesehen ein besonders kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung gewährleistet werden, da die zweite Betätigungseinheit senkrecht zu der ersten Bremsachse gesehen versetzt angeordnet sein kann und weitere Komponenten senkrecht zu der ersten Bremsachse gesehen neben der zweiten Betätigungseinheit angeordnet werden können.
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In einer Ausführungsform ist der zweite Zylinder an dem Gehäuse angebracht ist. Da der zweite Zylinder an dem Gehäuse angebracht ist und nicht einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, kann die Verbindung zwischen dem zweiten Zylinder und dem Gehäuse auf einfache Weise gelöst werden. Bevorzugt ist der zweite Zylinder mithilfe von Schrauben lösbar an dem Gehäuse angebracht. Eine lösbare Verbindung mithilfe von Schrauben gewährleistet eine besonders einfache Entfernung des zweiten Zylinders von dem Gehäuse.
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In einer Ausführungsform weist die zweite Betätigungseinheit eine Feder auf, die so auf den zweiten Kolben und auf den zweiten Zylinder wirkt, dass die zweite Betätigungseinheit in die deaktivierte Stellung verbracht wird. Es wird also mithilfe der Feder gewährleistet, dass insbesondere dann, wenn die zweite Betätigungseinheit in einem deaktivierten Zustand ist, die deaktivierte Stellung von der zweiten Betätigungseinheit eingenommen wird und somit eine Bremswirkung mithilfe der zweiten Betätigungseinheit innerhalb der Getriebeeinheit bereitgestellt wird. Bevorzugt dann, wenn in einem entsprechenden Druckraum ein Druckmedium nicht oder nicht ausreichend mit einem Druck beaufschlagt ist, wird dennoch eine Bremswirkung bereitgestellt. Bevorzugt weist die erste Betätigungseinheit eine entsprechende Feder auf, die so wirkt, dass die erste Betätigungseinheit in die deaktivierte Stellung verbracht wird, insbesondere dann, wenn in einem entsprechenden Druckraum das Druckmedium nicht oder nicht ausreichend mit einem Druck beaufschlagt ist. Bevorzugt weist alternativ oder zusätzlich die Bremseinheit eine entsprechende Feder auf, die so wirkt, dass die erste Betätigungseinheit in die deaktivierte Stellung verbracht wird, insbesondere dann, wenn in einem entsprechenden Druckraum das Druckmedium nicht oder nicht ausreichend mit einem Druck beaufschlagt ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Antriebsvorrichtung beschränkt, bei der die Bremseinheit und insbesondere die erste Betätigungseinheit und die zweite Betätigungseinheit auf eine bestimmte Weise betrieben werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bremseinheit hydraulisch betrieben wird, sodass beispielsweise ein hydraulisch Druckmedium verwendet wird. Alternativ bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bremseinheit pneumatische betrieben wird, sodass beispielsweise ein pneumatisches Druckmedium verwendet wird. Beispielsweise kann sowohl die erste Betätigungseinheit als auch die zweite Betätigungseinheit hydraulisch betrieben werden. Beispielsweise kann auch sowohl die erste Betätigungseinheit als auch die zweite Betätigungseinheit pneumatische betrieben werden. Beispielsweise kann auch die erste Betätigungseinheit hydraulisch betrieben werden und die zweite Betätigungseinheit kann pneumatische betrieben werden. Beispielsweise kann auch die erste Betätigungseinheit pneumatische betrieben werden und die zweite Betätigungseinheit kann hydraulisch betrieben werden. Somit können unterschiedliche Konfigurationen der Bremseinheit bereitgestellt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch eine Antriebsachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Die Antriebsachse ist für ein Fahrzeug ausgebildet. Die Antriebsachse weist eine erste Antriebsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und eine zweite Antriebsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile gelten zumindest in analoger Weise auch für den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Das Fahrzeug weist einen Rahmen und eine an dem Rahmen angebrachte Antriebsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder eine an dem Rahmen angebrachte Antriebsachse gemäß dem zweiten Aspekt Erfindung auf. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein Flurförderzeug, insbesondere ein Gabelstapler. Die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und die im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile gelten zumindest in analoger Weise auch für den dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung aus 1,
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, und
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1, 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 aus 1, 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 und 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1. Die Antriebsvorrichtung 1 ist für ein Fahrzeug ausgebildet, bevorzug für ein Flurförderzeug, besonders bevorzugt für einen Gabelstapler.
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Die Antriebsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3, eine an dem Gehäuse 3 angebrachte elektrische Maschine 5, eine durch die elektrische Maschine 5 antreibbare Getriebeeinheit 7 und eine Bremseinheit 9 auf. Die Getriebeeinheit 7 weist ein gegenüber dem Gehäuse 3 drehbar gelagertes und durch die elektrische Maschine 5 zu einer Drehbewegung antreibbares Getriebeelement auf, das beispielsweise ein Stirnrad sein kann. Die Bremseinheit 9 weist ein an dem Gehäuse 3 drehfest angebrachtes erstes Bremselement auf, das eine erste Lamelleneinheit eines Lamellenpakets 11 ist, und ein mit dem Getriebeelement drehfest verbundenes zweites Bremselement auf, das eine zweite Lamelleneinheit des Lamellenpaket 11 ist. Außerdem weist die Bremseinheit 9 eine erste Betätigungseinheit 13 und eine zweite Betätigungseinheit 15 auf.
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Die erste Betätigungseinheit 13 weist einen ersten Zylinder 17 und einen in dem ersten Zylinder 17 verschiebbar gelagerten ersten Kolben 19 auf, der einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Der erste Zylinder 17 und das Gehäuse 3 sind einstückig ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung des ersten Zylinders 17 und des Gehäuses 3 wird ein kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 gewährleistet. Bei der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist der erste Kolben 19 einstückig ausgebildet und bei der in der 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist der erste Kolben 19 zweistückig ausgebildet. Auf die Vorteile der einstückigen Ausbildung und der zweistückigen Ausbildung wird später eingegangen.
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Die zweite Betätigungseinheit 15 weist einen zweiten Zylinder 21 und einen in dem zweiten Zylinder 21 verschiebbar gelagerten zweiten Kolben 23 auf. Der zweite Zylinder 21 ist an dem Gehäuse 3 angebracht. Da der zweite Zylinder 21 an dem Gehäuse 3 angebracht ist und nicht einstückig mit dem Gehäuse 3 ausgebildet ist, kann die Verbindung zwischen dem zweiten Zylinder 21 und dem Gehäuse 3 auf einfache Weise gelöst werden. Bevorzugt ist der zweite Zylinder 21 mithilfe von Schrauben lösbar an dem Gehäuse 3 angebracht. Eine lösbare Verbindung mithilfe von Schrauben gewährleistet eine besonders einfache Entfernung des zweiten Zylinders 21 von dem Gehäuse 3. Dadurch kann bei einem Ausfall der Antriebsvorrichtung 1 eine Notlüftung realisiert werden.
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Die zweite Betätigungseinheit 15 weist eine Feder 25 auf. Die Federn 25 wirkt so auf den zweiten Kolben 23 und auf den zweiten Zylinder 21, dass der zweite Kolben 23 gegenüber dem zweiten Zylinder 21 in den 1 bis 3 nach links verbracht wird, insbesondere dann, wenn keine weiteren Kräfte zwischen dem zweiten Zylinder 21 und dem zweiten Kolben 23 wirken. Bei der ersten Ausführungsform und bei der zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist die Feder 25 eine Druckfeder. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket mit mehreren Tellerfedern vorgesehen. Es können also unterschiedliche Federn vorgesehen sein, sodass die entsprechende Antriebsvorrichtung 1 auf ein bestimmtes Fahrzeug, wie beispielsweise auf ein bestimmtes Flurförderzeug, insbesondere auf einen bestimmten Gabelstapler, und die damit einhergehenden Belastungsanforderungen ausgelegt werden kann.
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Wie bereits beschrieben weist die Antriebsvorrichtung 1 die elektrische Maschine 5 und die Getriebeeinheit 7 auf. Die Getriebeeinheit 7 ist über einen Antriebsflansch 27 mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad verbunden. Die Antriebsvorrichtung 1 hat die Aufgabe das Fahrzeug zu beschleunigen, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen, zu verzögern, d.h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, und dann, wenn es sich nicht bewegt, in einer festen Position zu halten, d.h. eine Geschwindigkeit von Null zu gewährleisten. Außerdem leitet die Antriebsvorrichtung 1 die von dem Fahrzeugrad auf die Getriebeeinheit 7 wirkenden Kräfte über die Getriebeeinheit 7 auf einen nicht dargestellten Fahrzeugrahmen ab. Wenn das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird, so erfolgt die Beschleunigung oder die Verzögerung des Fahrzeugs vorzugsweise elektrisch mithilfe der elektrischen Maschine 5. Wenn beispielsweise das Fahrzeug beschleunigt werden soll, so wandelt die elektrische Maschine 5 elektrische Energie in mechanische Energie um und speist diese in Form von Drehmoment und Drehzahl in die Getriebeeinheit 7 ein. In der Getriebeeinheit 7 werden das Drehmoment und die Drehzahl gewandelt und auf den Antriebsflansch 27 und von diesem auf das Fahrzeugrad übertragen. Wenn das Fahrzeug verzögert werden soll, wird der Energiefluss umgekehrt. Vom Fahrzeugrad werden Drehmoment und Drehzahl auf die Getriebeeinheit 7 übertragen und dort gewandelt und von der elektrischen Maschine 5 in elektrische Energie umgewandelt, die dann in einen Speicher, wie beispielsweise in eine Batterie, eingespeist wird. Somit kann mithilfe der elektrischen Maschine 5, wenn diese im Generatorbetrieb arbeitet, eine Bremswirkung bereitgestellt werden.
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Die Antriebsvorrichtung 1 hat den Vorteil, dass zusätzlich zu der elektrischen Maschine 5 die Bremseinheit 9 vorgesehen ist. Die Bremseinheit 9 kann zusätzlich zu der elektrischen Maschine 5 dazu verwendet werden, eine Bremswirkung bereitzustellen und somit das Fahrzeug zu verzögern. Dafür weist die Bremseinheit 9 die erste Betätigungseinheit 13 und die zweite Betätigungseinheit 15 auf, die jeweils unabhängig voneinander aktiviert und deaktiviert werden können. Die erste Betätigungseinheit 13 kann für eine Betriebsbremsfunktion verwendet werden. Die Betriebsbremsfunktion gewährleistet, dass dann, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, eine Bremskraft bereitgestellt wird, die die Bewegung des Fahrzeugs verlangsamt. Die zweite Betätigungseinheit 15 kann für eine Haltebremsfunktion verwendet werden. Die Haltebremsfunktion gewährleistet, dass dann, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, dieser Zustand beibehalten wird, insbesondere auch dann, wenn die Energieversorgung des Fahrzeugs abgeschaltet ist und die elektrische Maschine 5 kein Bremsmoment bereitstellen kann. Die Haltebremsfunktion kann auch als Parkbremsfunktion bezeichnet werden. Für eine Notbremsfunktion kann sowohl die erste Betätigungseinheit 13 als auch die zweite Betätigungseinheit 15 verwendet werden. Die Notbremsfunktion gewährleistet, dass insbesondere auch dann, wenn die Energieversorgung des Fahrzeugs abgeschaltet ist oder ausfällt, ein ausreichendes Bremsmoment bereitgestellt werden kann, sodass das Fahrzeug abgebremst werden kann bzw. dann, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, dieser Zustand beibehalten wird.
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Die erste Betätigungseinheit 13 weist zusätzlich zu dem ersten Zylinder 17 und dem ersten Kolben 19 einen Nutring 29 auf. Der Nutring 29 ist in einer an dem ersten Kolben 19 vorgesehenen umlaufenden Nut angeordnet und gewährleistet, dass der erste Kolben 19 in dem ersten Zylinder 17 dichtend geführt ist, sodass zwischen dem ersten Zylinder 17 und dem ersten Kolben 19 ein Durchtritt eines hydraulischen Druckmediums vermieden wird. Außerdem weist die erste Betätigungseinheit 13 einen Deckel 31 auf. Der Deckel 31 wird mit einem Sicherungsring 33 der ersten Betätigungseinheit 13 in seiner Position gehalten und gegenüber dem ersten Zylinder 17 mit einer Stangendichtung 35 der ersten Betätigungseinheit 13 abgedichtet. Zwischen dem Deckel 31 und dem ersten Kolben 19 ist ein erster Druckraum 37 vorgesehen, der mithilfe eines hydraulischen Druckmediums, wie beispielsweise einer Bremsflüssigkeit, mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Das mit Druck beaufschlagte hydraulische Druckmedium übt eine Kraft auf den ersten Kolben 19 in Richtung eines Druckstifts 39 der Bremseinheit 9 aus, der die Kraft auf ein Axialgleitlager 41 der Bremseinheit 9 überträgt. Das Axialgleitlager 41 überträgt die Kraft auf eine Druckscheibe 43 der Bremseinheit 9, wobei die Druckscheibe 43 die Kraft auf das Lamellenpaket 11 überträgt.
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Wie bereits beschrieben, weist das Lamellenpaket 11 die erste Lamelleneinheit auf, die an dem Gehäuse 3 drehfest angebracht ist, und das Lamellenpaket 11 weist die zweite Lamelleneinheit auf, die mit dem Getriebeelement drehfest verbunden ist. Die erste Lamelleneinheit und die zweite Lamelleneinheit können aus einer geöffneten Konfiguration entlang einer ersten Bremsachse 45 in eine geschlossene Konfiguration und von der geschlossenen Konfiguration entlang der ersten Bremsachse 45 in die geöffnete Konfiguration verbracht werden. In der geschlossenen Konfiguration ist zwischen der ersten Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit ein Kraftschluss hergestellt, sodass eine Bremswirkung durch den Kraftschluss bereitgestellt wird. In der geöffneten Konfiguration sind die erste Lamelleneinheit und die zweite Lamelleneinheit voneinander beabstandet, sodass kein Kraftschluss hergestellt ist und auch keine Bremswirkung durch das Lamellenpaket 11 bereitgestellt wird.
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Der erste Kolben 19, der Druckstift 39, das Axialgleitlager 41 und die Druckscheibe 43 sind entlang einer zweiten Bremsachse 47 beweglich. Der erste Kolben 19 ist also in dem ersten Zylinder 17 entlang der zweiten Bremsachse 47 verschiebbar gelagert. Die erste Bremsachse 45 und die zweite Bremsachse 47 sind koaxial angeordnet, sodass die erste Betätigungseinheit 13 mechanisch einfach aufgebaut sein kann und dennoch große Kräfte von der ersten Betätigungseinheit 13 auf das Lamellenpaket 11 übertragen werden können.
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Wenn nun die Druckscheibe 43 in Richtung des Lamellenpaket 11 bewegt wird, sodass eine Kraft von der Druckscheibe 43 entlang der ersten Bremsachse 45 auf das Lamellenpaket 11 wirkt, so kann dadurch, dass zwischen der erste Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit ein Kraftschluss hergestellt wird, ein Drehmoment bereitgestellt werden, welches zur Verzögerung des Fahrzeugs führt oder zumindest die elektrische Maschine 5 dabei unterstützt ein Drehmoment zur Verzögerung des Fahrzeugs bereitzustellen, um eine Bremswirkung zu erzeugen. Die von dem mit Druck beaufschlagten hydraulischen Druckmedium entlang der zweiten Bremsachse 47 auf den ersten Kolben 19 wirkende Kraft ist proportional zu dem Druck mit dem das hydraulische Druckmedium beaufschlagt ist. Das Drehmoment, welches zur Verzögerung des Fahrzeugs führt oder zumindest die elektrische Maschine 5 dabei unterstützt ein Drehmoment zur Verzögerung des Fahrzeugs bereitzustellen, kann über die Höhe des Drucks eingestellt werden, sodass mit unterschiedlich großen Drücken unterschiedliche Drehmomente zur Verzögerung des Fahrzeugs bereitgestellt werden können.
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Die erste Betätigungseinheit 13 kann also eine aktivierte Stellung einnehmen, in der von der ersten Betätigungseinheit 13 eine Kraft auf das Lamellenpaket 11 wirkt, sodass zwischen der ersten Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit ein Kraftschluss hergestellt ist, um eine Bremswirkung zu erzielen. Die aktivierte Stellung der ersten Betätigungseinheit 13 ist die Stellung, die dann von der ersten Betätigungseinheit 13 eingenommen wird, wenn das in dem ersten Druckraum 37 angeordnete hydraulische Druckmedium mit einem ausreichenden Druck beaufschlagt wird, sodass zwischen der ersten Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit ein Kraftschluss hergestellt ist. Außerdem kann die erste Betätigungseinheit 13 eine deaktivierte Stellung einnehmen. In der deaktivierten Stellung wirkt von der ersten Betätigungseinheit 13 keine Kraft auf das Lamellenpaket 11, sodass kein Kraftschluss hergestellt ist und somit auch keine Bremswirkung durch die Bremseinheit 9 bereitgestellt wird. In der aktivierten Stellung ist das Volumen des ersten Druckraums 37 größer als das Volumen des ersten Druckraums 37 in der deaktivierten Stellung. In der aktivierten Stellung ist ein Abstand zwischen dem mit dem ersten Zylinder 17 dichtend verbundenen ersten Abschnitt des ersten Kolbens 19 und dem Deckel 31 entlang der zweiten Bremsachse 47 gesehen größer als dieser Abstand in der deaktivierten Stellung ist. Neben der aktivierten Stellung und der deaktivierten Stellung, kann die erste Betätigungseinheit 13 auch einen aktivierten Zustand und einen deaktivierten Zustand einnehmen. Die erste Betätigungseinheit 13 ist in dem aktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem ersten Druckraum 37 mit Druck beaufschlagt ist. Die erste Betätigungseinheit 13 ist in dem deaktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem ersten Druckraum 37 nicht mit Druck beaufschlagt ist.
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Wie bereits beschrieben weist die zweite Betätigungseinheit 15 den zweiten Zylinder 21, den zweiten Kolben 23 und die als Druckfeder ausgebildete Feder 25 auf. Der zweite Kolben 23 ist in dem zweiten Zylinder 21 entlang einer dritten Bremsachse 49 verschiebbar gelagert. Die erste Bremsachse 45 und die dritte Bremsachse 49 sind senkrecht zur ersten Bremsachse 45 gesehen zueinander versetzt angeordnet. Dadurch, dass die erste Bremsachse 45 und die dritte Bremsachse 49 senkrecht zur ersten Bremsachse 45 gesehen zueinander versetzt angeordnet sind, kann entlang der ersten Bremsachse 45 gesehen ein besonders kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 gewährleistet werden, da die zweite Betätigungseinheit 15 senkrecht zu der ersten Bremsachse 45 gesehen versetzt angeordnet sein kann und weitere Komponenten senkrecht zu der ersten Bremsachse 45 gesehen neben der zweiten Betätigungseinheit 15 angeordnet werden können. Die Feder 25 ist in dem zweiten Zylinder 21 angeordnet. Die Feder 25 ist so vorgespannt, dass die Feder 25 eine Kraft entlang der dritten Bremsachse 49 auf den zweiten Kolben 23 ausübt, sodass der zweite Kolben 23 gegenüber dem zweiten Zylinder 21 in den 1 bis 3 nach links bewegt wird, insbesondere dann, wenn keine weiteren Kräfte auf den zweiten Kolben 23 wirken. Die von der Feder 25 auf den zweiten Kolben 23 übertragene Kraft wird von dem zweiten Kolben 23 über ein erstes Gelenk 51 auf eine Zugstange 53 und von dieser über ein zweites Gelenk 55 auf ein erstes Ende eines Bremshebels 57, der sich von dem ersten Ende hin zu einem zweiten Ende erstreckt, übertragen. Der Bremshebel 57 ist an einem zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende angeordneten Schwenkpunkt 59 mithilfe eines Lagers 61 schwenkbar an dem zweiten Zylinder 21 angebracht. Dadurch, dass der Bremshebel 57 an dem Schwenkpunkt 59 an dem zweiten Zylinder 21 angebracht ist, kann der Bremshebel 57 zusammen mit dem zweiten Zylinder 21 von dem Gehäuse 3 entfernt werden, sodass die zweite Betätigungseinheit 15 auf einfache Weise entfernt oder ausgetauscht werden kann. Der Bremshebel 57 überträgt die auf ihn über das zweite Gelenk 55 wirkende Kraft entlang der zweiten Bremsachse 47 auf den durch den Deckel 31 ragenden und gegenüber diesem mithilfe eines Dichtrings 63 abgedichtet geführten zweiten Abschnitt des ersten Kolbens 19. Die weitere Kraft- und Bewegungsübertragung ausgehend von dem mit dem zweiten Abschnitt verbundenen ersten Abschnitt des ersten Kolbens 19 erfolgt wie bereits im Zusammenhang mit der ersten Betätigungseinheit 13 beschrieben.
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Die zweite Betätigungseinheit 15 weist zusätzlich einen Deckel 65, einen Sicherungsring 67, einen O-Ring 69 und eine Stangendichtung 71 auf. Der Deckel 65 wird mithilfe des Sicherungsrings 67 in seiner Position gehalten und mithilfe des O-Rings 69 sind der Deckel 65 und der zweite Zylinder 21 dichtend miteinander verbunden. Der zweite Kolben 23 ist gegenüber dem zweiten Zylinder 21 mit der Stangendichtung 71 abgedichtet. Zwischen dem Deckel 65 und dem zweiten Kolben 23 ist ein zweiter Druckraum 73 vorgesehen, der mithilfe eines hydraulischen Druckmediums, wie beispielsweise einer Bremsflüssigkeit, mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Das mit einem Druck beaufschlagte hydraulische Druckmedium übt eine Kraft auf den zweiten Kolben 23 entlang der dritten Bremsachse 49 aus, wobei diese Kraft von der vorgespannten Feder 25 auf den zweiten Kolben 23 wirkende Kraft entgegenwirkt. Dann, wenn der hydraulische Druck ausreichend groß ist, bewegt sich der zweite Kolben 23 entlang der dritten Bremsachse 49 in Richtung zur Feder 25. Um die Bewegungstrecke des zweiten Kolbens 23 in diese Richtung zu beschränken, weist der zweite Zylinder 21 einen sich zur dritten Bremsachse 49 erstreckenden Vorsprung 75 mit einer senkrecht zu der dritten Bremsachse 49 verlaufende Anlagefläche auf, an der der zweite Kolben 23 anliegen kann.
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Durch die Bewegung des zweiten Kolbens 23 in Richtung hin zu der Feder 25, wird die Feder 25 weiter vorgespannt. Die aufgrund des hydraulischen Drucks in dem zweiten Druckraum 73 auf den zweiten Kolben 23 wirkende Kraft ist nun größer oder gleich der Kraft, die von der Feder 25 auf den zweiten Kolben 23 wirkt. Dann, wenn der zweite Kolben 23 an der Anlagefläche anliegt, wirkt keine Kraft von dem zweiten Kolben 23 auf die Zugstange 53 und auch keine Kraft von der Zugstange 53 auf den Bremshebel 57, von dem ebenso keine Kraft auf den ersten Kolben 19 wirkt. Wenn nun in dem ersten Druckraum 37 das hydraulische Druckmedium mit keinem Druck beaufschlagt ist, sodass von dem hydraulischen Druckmedium in dem ersten Druckraum 37 keine Kraft entlang der zweiten Bremsachse 47 auf den ersten Kolben 19 wirkt, so wirkt auch keine Kraft auf das Lamellenpaket 11 und es wird kein Bremsmoment durch die Bremseinheit 9 bereitgestellt. In diesem Zustand wird also kein Kraftschluss zwischen dem ersten Bremselement und dem zweiten Bremselement bereitgestellt. Vielmehr sind das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geöffneten Konfiguration, in der das erste Bremselement und das zweite Bremselement voneinander beanstandet sind. Die geöffnete Konfiguration kann auch als gelüfteter Zustand des Lamellenpakets 11 bezeichnet werden.
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Wie bereits beschrieben kann das in dem zweiten Druckraum 73 vorgesehen hydraulische Druckmedium mit einem Druck so beaufschlagt werden, dass von der zweiten Betätigungseinheit 15 kein Kraftfluss bereitgestellt wird, der dafür sorgt, dass das erste Bremselement und das zweite Bremselement in die geschlossene Konfiguration verbracht werden. Vielmehr wird dann dadurch, dass das in dem zweiten Druckraum 73 vorgesehene hydraulische Druckmedium mit dem Druck beaufschlagt wird, gewährleistet, dass, je nachdem in welcher Stellung die erste Betätigungseinheit 13 ist, das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geöffneten Konfiguration sind bzw. sein können. Dann, wenn das in dem zweiten Druckraum 73 vorgesehene hydraulische Druckmedium mit dem Druck beaufschlagt ist und dadurch der zweite Kolben 23 gegen die von der Feder 25 auf den zweiten Kolben 23 wirkende Kraft verfahren ist, wird diese Stellung auch als aktivierte Stellung der zweiten Betätigungseinheit 15 bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird der Fall, in dem das in dem zweiten Druckraum 73 vorgesehene hydraulische Druckmedium nicht mit ausreichendem Druck beaufschlagt ist, sodass der zweite Kolben 23 nicht entgegen der durch die Feder 25 auf ihn wirkenden Kraft bewegt wird, auch als deaktivierte Stellung der zweiten Betätigungseinheit 15 bezeichnet.
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Die zweite Betätigungseinheit 15 kann also eine aktivierte Stellung einnehmen, in der von der zweiten Betätigungseinheit 15 keine Kraft bereitgestellt wird, die über die erste Betätigungseinheit 13 auf das Lamellenpaket 11 wirkt. In der aktivierten Stellung der zweiten Betätigungseinheit 15 kann also je nachdem, ob die erste Betätigungseinheit 13 in der aktivierten Stellung oder in der deaktivierten Stellung ist, zwischen der ersten Lamelleneinheit und der zweiten Lamelleneinheit entweder ein Kraftschluss oder kein Kraftschluss hergestellt sein, um entweder eine oder keine Bremswirkung zu erzielen. Die aktivierte Stellung der zweiten Betätigungseinheit 15 ist die Stellung, die dann von der zweiten Betätigungseinheit 15 eingenommen wird, wenn das in dem zweiten Druckraum 73 angeordnete hydraulische Druckmedium mit einem ausreichend hohen Druck beaufschlagt wird, sodass entgegen der Kraftwirkung der Feder 25 der zweite Kolben 23 verbracht angeordnet ist. Außerdem kann die zweite Betätigungseinheit 15 eine deaktivierte Stellung einnehmen. In der deaktivierten Stellung wirkt von der zweiten Betätigungseinheit 15 eine Kraft über die erste Betätigungseinheit 13 auf das Lamellenpaket 11, sodass ein Kraftschluss hergestellt ist und somit auch eine Bremswirkung durch die Bremseinheit 9 bereitgestellt wird, insbesondere unabhängig davon, ob die erste Betätigungseinheit 13 in dem aktivierten Zustand oder in dem deaktivierten Zustand ist. In der aktivierten Stellung der zweiten Betätigungseinheit 15 ist das Volumen des zweiten Druckraums 73 größer als das Volumen des zweiten Druckraums 73 in der deaktivierten Stellung. In der aktivierten Stellung ist ein Abstand zwischen dem mit dem zweiten Zylinder 21 dichtend verbundenen zweiten Kolben 23 und dem Deckel 65 entlang der dritten Bremsachse 49 gesehen größer als dieser Abstand in der deaktivierten Stellung ist. Neben der aktivierten Stellung und der deaktivierten Stellung, kann die zweite Betätigungseinheit 15 auch einen aktivierten Zustand und einen deaktivierten Zustand einnehmen. Die zweite Betätigungseinheit 15 ist in dem aktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem zweiten Druckraum 73 mit Druck beaufschlagt ist. Die zweite Betätigungseinheit 15 ist in dem deaktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem zweiten Druckraum 73 nicht mit Druck beaufschlagt ist.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist also zwischen den folgenden Begriffen zu unterscheiden: aktivierte Stellung, deaktivierte Stellung, aktivierter Zustand und deaktivierter Zustand. Eine aktivierte Stellung der ersten Betätigungseinheit 13 oder der zweiten Betätigungseinheit 15 ist die entsprechende Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung 1, aufgrund von einer in dem ersten Druckraum 37 oder in dem zweiten Druckraum 73 ausreichend vorliegender Druckbeaufschlagung des hydraulischen Druckmediums eingenommen wird. Eine deaktivierte Stellung der ersten Betätigungseinheit 13 oder der zweiten Betätigungseinheit 15 ist die entsprechende Stellung, die, unabhängig von anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung 1, dann eingenommen wird, wenn keine Druckbeaufschlagung des hydraulischen Druckmediums vorliegt.
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Die Feder 25 der zweiten Betätigungseinheit 15 wirkt so auf den zweiten Kolben 23 und auf den zweiten Zylinder 21, dass die zweite Betätigungseinheit 15 in die deaktivierte Stellung verbracht wird, insbesondere dann, wenn in dem zweiten Druckraum 73 das hydraulische Druckmedium nicht oder nicht ausreichend mit einem Druck beaufschlagt ist. Ebenso kann die erste Betätigungseinheit 13 oder die Bremseinheit 9 eine entsprechende Feder aufweisen, die so auf den ersten Kolben 19 wirkt, dass die erste Betätigungseinheit 13 in die deaktivierte Stellung verbracht wird, insbesondere dann, wenn in dem ersten Druckraum 37 das hydraulische Druckmedium nicht oder nicht ausreichend mit einem Druck beaufschlagt ist.
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Die erste Betätigungseinheit 13 oder die zweite Betätigungseinheit 15 ist in einem entsprechenden aktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem ersten Druckraum 37 oder in dem zweiten Druckraum 73 mit Druck beaufschlagt ist und die erste Betätigungseinheit 13 oder die zweite Betätigungseinheit 15 ist in dem deaktivierten Zustand, wenn das hydraulische Druckmedium in dem entsprechenden Druckraum nicht mit Druck beaufschlagt ist. Die erste Betätigungseinheit 13 kann auch als positiv wirkende Betätigungseinheit bezeichnet werden. Die zweite Betätigungseinheit 15 kann auch als negativ wirkende Betätigungseinheit bezeichnet werden.
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Bei der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 und bei der in der 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 sind dann, wenn die erste Betätigungseinheit 13 in der aktivierten Stellung ist, das erste Bremselement und das zweite Bremselement in der geschlossenen Konfiguration, sodass von der Bremseinheit 9 eine Bremswirkung bereitgestellt wird. Dass die erste Betätigungseinheit 13 in der aktivierten Stellung ist, kann zum einen dadurch erreicht werden, dass die erste Betätigungseinheit 13 im aktivierten Zustand ist oder in diesen verbracht wird und somit eine Bremswirkung bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann, dass die erste Betätigungseinheit 13 in der aktivierten Stellung ist, auch dadurch erreicht werden, dass die zweite Betätigungseinheit 15 in der deaktivierten Stellung ist, insbesondere unabhängig davon, ob die erste Betätigungseinheit 13 im aktivierten Zustand ist oder im deaktivierten Zustand ist. Somit kann auch dann eine Bremswirkung bereitgestellt werden, indem die zweite Betätigungseinheit 15 in der deaktivierten Stellung ist und in diese verbracht wird. Somit kann also mithilfe der ersten Betätigungseinheit 13 und mithilfe der zweiten Betätigungseinheit 15 die geschlossene Konfiguration und die geöffnete Konfiguration eingestellt werden.
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Die erste Betätigungseinheit 13 und die zweite Betätigungseinheit 15 sind senkrecht zur ersten Bremsachse 45 gesehen zueinander versetzt angeordnet. Dadurch, dass die erste Betätigungseinheit 13 und die zweite Betätigungseinheit 15 senkrecht zur ersten Bremsachse 45 gesehen zueinander versetzt angeordnet sind, kann im Gegensatz zu dem Fall, in dem die erste Betätigungseinheit 13 und die zweite Betätigungseinheit 15 koaxial zueinander angeordnet sind, die elektrische Maschine 5 weiter in Richtung hin zu der ersten Bremsachse 45 und weiter in Richtung hin zu dem Antriebsflansch 27 positioniert sein, wodurch entlang der ersten Bremsachse 45 gesehen ein besonders kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 gewährleistet ist.
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Wie bereits beschrieben ist bei der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 der erste Kolben 19 einstückig ausgebildet und bei der in der 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist der erste Kolben 19 zweistückig ausgebildet. Die einstückige Ausbildung des ersten Kolbens 19 gewährleistet einen besonders mechanisch robusten ersten Kolben 19. Die zweistückige Ausbildung des ersten Kolbens 19 gewährleistet, dass die Antriebsvorrichtung 1 besonders leicht modifiziert werden kann.
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Der zweistückige erste Kolben 19 weist einen ersten Kolbenabschnitt 77 auf, der als Kolben ausgebildet ist und den Nutring 29 aufnimmt. Der zweistückige erste Kolben 19 weist außerdem einen zweiten Kolbenabschnitt 79 auf, der als Druckstift ausgebildet ist. Der zweite Kolbenabschnitt 79 überträgt die Kraft vom Bremshebel 57 auf den ersten Kolbenabschnitt 77. Mithilfe des zweistückigen ersten Kolbens 19 ist es besonders einfach die zweite Betätigungseinheit 15 zu demontieren und gleichzeitig eine Funktionsfähigkeit der Antriebsvorrichtung 1 zu gewährleisten. Wenn die zweite Betätigungseinheit 15 demontiert wird, ist nur der Deckel 31 durch einen Deckel ohne Bohrung zu ersetzen.
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Der in den 1 bis 3 dargestellte Bremshebel 57 erstreckt sich von dem ersten Ende, an dem Kräfte zwischen der Zugstange 53 und dem Bremshebel 57 wirken, hin zu dem zweiten Ende, an dem Kräfte zwischen dem Bremshebel 57 und dem ersten Kolben 19 wirken. Der Bremshebel 57 ist an dem zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende angeordneten Schwenkpunkt 59 mithilfe des Lagers 61 schwenkbar an dem zweiten Zylinder 21 angebracht. Wie bereits beschrieben, zeigt 4 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1. Die dritte Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist entweder so aufgebaut wie die Antriebsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform oder so wie die Antriebsvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Bremshebel 57 und die zweite Betätigungseinheit 15 anders aufgebaut sind. Der in der 4 dargestellte Bremshebel 57 erstreckt sich von einem ersten Ende, an dem Kräfte zwischen einem Druckabschnitt 81, der mithilfe einer Feder 25 in Richtung hin zu dem ersten Ende bewegt wird, hin zu einem zweiten Ende, an dem der Schwenkpunkt 59 vorgesehen ist, um den der Bremshebel 57 mithilfe des Lagers 61 schwenkbar an dem zweiten Zylinder 21 oder an dem Gehäuse 3 angebracht ist. Zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende wirken Kräfte zwischen dem Bremshebel 57 und dem ersten Kolben 19, der so wie in den 1 bis 3 dargestellt ausgebildet sein kann, auch wenn er in der 4 leicht abweichend dargestellt ist. Bei allen Ausführungsformen ist dann, wenn die zweite Betätigungseinheit 15 in der deaktivierten Stellung ist, die erste Betätigungseinheit 13 in der aktivierten Stellung. Hierdurch wird gewährleistet, dass immer dann, wenn mithilfe der zweiten Betätigungseinheit 15 durch die deaktivierte Stellung eine Bremswirkung erzeugt werden soll, diese Bremswirkung über die erste Betätigungseinheit 13 eingeleitet wird, insbesondere unabhängig davon, ob die erste Betätigungseinheit 13 im aktivierten Zustand ist oder im deaktivierten Zustand ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ausschließlich hydraulisch betriebene Bremseinheiten beschränkt. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung auch auf pneumatisch betriebene Bremseinheiten übertragbar. Somit gelten die im Zusammenhang mit dem hydraulischen Druckmedium und weiteren hydraulischen Komponenten beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile zumindest in analoger Weise auch für ein pneumatisches Druckmedium und weitere pneumatische Komponenten.
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Die beschriebene Antriebsvorrichtung 1 gewährleistet in einem Fahrzeug einen besonders kompakten Aufbau einer Antriebsachse. Es ist eine Antriebsachse für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei die Antriebsachse eine erste Antriebsvorrichtung 1 und eine zweite Antriebsvorrichtung 1 aufweist, die beide einer der bereits beschriebenen Ausführungsformen entsprechen. Insbesondere können die erste Antriebsvorrichtung 1 und die zweite Antriebsvorrichtung 1 die Antriebsachse des Fahrzeugs bilden. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass dann, wenn die erste Antriebsvorrichtung 1 und die zweite Antriebsvorrichtung 1 die Frontachse eines Gabelstaplers bilden, die kompakte Bauweise besonders vorteilhaft ist. Bevorzugt sind die erste Antriebsvorrichtung 1 und die zweite Antriebsvorrichtung 1 so ausgebildet und so an dem Rahmen des Fahrzeugs angebracht, dass die erste Antriebsvorrichtung 1 und die zweite Antriebsvorrichtung 1 bezogen auf eine Spiegelebene, die senkrecht zu einer Geraden angeordnet ist, entlang derer sich die erste Bremsachse 45 erstreckt, spiegelbildlich ausgebildet und angeordnet sind. Durch eine derartige Ausbildung und eine derartige Anordnung wird eine optimale Gewichtsverteilung gewährleistet. Ebenso ist ein Fahrzeug mit einem Rahmen und mit einer an dem Rahmen angebrachten Antriebsvorrichtung 1 oder mit einer an dem Rahmen angebrachten Antriebsachse vorgesehen.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichen
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 3
- Gehäuse
- 5
- elektrische Maschine
- 7
- Getriebeeinheit
- 9
- Bremseinheit
- 11
- Lamellenpaket
- 13
- erste Betätigungseinheit
- 15
- zweite Betätigungseinheit
- 17
- erster Zylinder
- 19
- erster Kolben
- 21
- zweiter Zylinder
- 23
- zweiter Kolben
- 25
- Feder
- 27
- Antriebsflansch
- 29
- Nutring
- 31
- Deckel
- 33
- Sicherungsring
- 35
- Stangendichtung
- 37
- erster Druckraum
- 39
- Druckstift
- 41
- Axialgleitlager
- 43
- Druckscheibe
- 45
- erste Bremsachse
- 47
- zweite Bremsachse
- 49
- dritte Bremsachse
- 51
- erstes Gelenk
- 53
- Zugstange
- 55
- zweites Gelenk
- 57
- Bremshebel
- 59
- Schwenkpunkt
- 61
- Lager
- 63
- Dichtring
- 65
- Deckel
- 67
- Sicherungsring
- 69
- O-Ring
- 71
- Stangendichtung
- 73
- zweiter Druckraum
- 75
- Vorsprung
- 77
- erster Kolbenabschnitt
- 79
- zweiter Kolbenabschnitt
- 81
- Druckabschnitt