CN101349038A - 建筑机械,以及用于切换动力流的离合器 - Google Patents

Abstract

一种建筑机械，具有安装在机械框架上的加工滚筒、用于驱动加工滚筒的燃烧发动机、在燃烧发动机与加工滚筒之间的传动系统、以及在传动系统中的离合器，其中离合器布置在传动系统的驱动轴与输出轴之间、能够与输出侧的离合器元件接合的驱动侧的离合器元件，其中驱动侧或输出侧的离合器元件具有几个离合器组件，所述离合器组件通过至少一个机械连接件相互永久接合，设置成作用在驱动轴与输出轴之间的制动装置布置在离合器上，所述制动装置另外在离合器接合过程中接合以消除或减小由离合器组件之间的机械连接件的游隙导致的任何旋转振动。

Description

建筑机械，以及用于切换动力流的离合器

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的建筑机械，以及如权利要求17所述的用于建筑机械的离合器。

背景技术

例如从WO02/01005中已知这种建筑机械。在这种建筑机械中采用的更新型的燃烧发动机尤其是柴油机因轻质设计而产生显著程度的旋转振动。出现这一情况的部分原因是逐渐更多地采用轻质部件尤其是轻质曲轴和飞轮，以及因废气排放规定造成点火时刻和喷射时刻的改变而导致发生不同的燃烧过程，这样在更大程度上导致在输出传动系统中发生旋转振动。

然而，旋转振动明显的程度使传动系统中的下游传动机构例如下游离合器和变速箱出现问题。因机械连接件尤其是成形装配连接具有游隙而这些旋转振动在所述离合器和变速箱上进一步加强。材料疲劳以及磨损和撕裂显著增多，这样导致传动系统中元件的使用寿命降低。在这一过程中，由于通过这些破坏性振动导致的磨损和撕裂不可避免地引发游隙的增大，这种情况反过来又加强了振动，因此可以看到愈演愈烈的效果。这一问题通常存在于建筑机械尤其是自驱动路面铣刨机械、稳压器或再循环器以及破碎设备例如颚式破碎机或冲击式破碎机上。

发明内容

本发明的目的是形成一种建筑机械以及一种离合器，其中传动系统元件尤其是离合器因不合乎要求的旋转振动而受到的磨损和撕裂以有利的方式得到降低。

权利要求1和17的特征用于提出实现该目的的方案。

本发明以有利的方式提出作用在驱动轴与输出轴之间的制动装置布置在离合器上，所述制动装置另外在离合器接合过程中接合或能够接合以消除或减小因离合器组件之间的机械连接件的游隙导致的任何旋转振动。

本发明以有利的方式衰减或消除在离合器上产生的旋转振动。

制动装置能够另外在离合器切换之前、过程中或之后立即接合，并可以随后接合直至离合器的接合脱开。制动装置促使离合器在不可避免存在的离合器机械连接件的游隙内的组件在驱动转矩的方向上相互压靠，并通过制动装置固定在该位置，使得当离合器切换以及在输出轴上不具有负荷转矩时，离合器组件的齿不会在无负荷操作也就是空载操作情况下存在的游隙内相互来回振动。这样，避免在传动系统中尤其在离合器组件上产生磨损和撕裂，从而极大地延长了离合器和传动系统的其它元件的使用寿命。

由制动装置产生的制动力以如下方式得到调节，即因制动力而在驱动轴与输出轴之间导致的制动转矩小于加工模式下输出轴的负荷转矩，并大于旋转加工滚筒未处于加工模式下输出轴的牵引转矩。

优选设置成制动力以如下方式使驱动侧或输出侧的离合器组件彼此相连，即机械连接件至少在负荷操作的方向上也就是驱动转矩的方向上无游隙。制动转矩则小于负荷方向上的最大转矩，并大于相反方向上的最大转矩(与作为滚筒牵引转矩的两个不同的转矩)，通过该转矩在负荷方向上发生使离合器组件相互压靠所达到的单向滑动穿过(singleslipping-through)，但在相反方向上避免了滑动穿过。如果制动转矩小于与负荷方向相对的最大转矩，意思是比两个转矩中更小的一个更小，则滑动穿过以及由此由机械连接件的游隙导致的旋转振动不会得到消除但至少可以得到降低。

由制动装置产生的制动力可以以如下方式得到调节，即因制动力而在驱动轴与输出轴之间导致的制动转矩大于无负荷操作下在传动系统中产生的最大转矩。这样，确保了只要给定无负荷操作的操作模式，机械连接件具有游隙的元件就一直保持在通过制动接合限定的位置上。

当然，制动装置对于加工滚筒在负荷下的操作不起任何作用，因为负荷转矩比得到调节的制动转矩高出许多倍。在该操作模式下，也无需发挥制动装置的作用，因为离合器组件在所传递的极高转矩下得到紧固的预张紧，使得不可能发生因离合器组件相互接靠而产生的任何振动。

驱动侧或输出侧离合器组件之间的机械连接件优选包括至少一个齿。

制动装置具有至少一个制动衬片，其布置在驱动侧和/或输出侧的离合器的离合器元件上。制动衬片的粘性摩擦以如下方式得到设计，即在无负荷操作中离合器的驱动侧以几乎刚性的方式与离合器的输出侧相连。在这方面无负荷操作下在制动装置上不发生任何滑动是必须的。

制动装置可以具有环形凸缘，其在轴向上具有弹性并且在处于摩擦锁定的操作时与驱动侧或输出侧的离合器元件的轴向接靠表面接合。

备选地，制动装置可以具有径向作用的制动衬片，所述制动衬片与驱动侧或输出侧的离合器元件相应的径向接靠表面相互作用。

在优选实施方式中，设置成制动装置的至少一部分以非旋转方式布置在输出侧的离合器元件的可移动部分上。输出侧接合例如离合器摩擦衬片的可轴向移动的压力活塞适于实现这一目的。

制动装置可以与空心环的前表面或圆周表面接合，所述空心环以非旋转方式与驱动轴或输出轴相连并构成离合器的组件。

优选实施方式设置成输出侧的可移动离合器元件能够实现液压操作，并且制动装置的环形凸缘与液压活塞相连以完成离合器的操作。

在径向作用的制动装置中，制动衬片在输出轴旋转过程中通过离心力实现接合。

可以采用电磁制动器或涡流制动器作为备选的制动装置。

传动系统包括例如，

-用于切换动力流的离合器，

-具有驱动元件和输出元件的牵引机构，

-用于加工滚筒的行星齿轮，和/或

-弹性连接件，和/或

-泵分动箱。

另外至少一个振动阻尼器和/或减振器可以布置在加工滚筒上或燃烧发动机下游的传动系统中，所述振动阻尼器和/或减振器起到了消除或至少减小由燃烧发动机产生的任何旋转振动的作用。

振动阻尼器和/或减振器优选包括弹性体-金属复合元件。振动阻尼器和/或减振器可以包括与发生燃烧发动机旋转振动的特定轴同轴布置的附加质量或振动质量，在所述轴上所述附加质量或振动质量能够得到激发，从而因惯性产生的旋转振动克服了燃烧发动机旋转振动。

附加权利要求中总结了本发明另外的有利设计。

在下文，参照附图更详细地说明本发明的实施方式；

附图说明

以下示出：

图1是筑路机械，

图2是表示筑路机械中的传动系统的示意图，

图3是传动系统的示意性侧视图，

图4是具有设置在输出侧的制动装置以及具有光学振动阻尼器的离合器，

图5是沿图4中的线V-V截取的剖视图，

图6是根据图4的离合器的振动阻尼器，

图7是具有径向作用的制动装置、振动阻尼器的离合器，以及

图8是根据图7所示的径向作用制动装置。

具体实施方式

图1表示大型铣刨机械形式的建筑机械1，其具有由高度可调节的底盘2承载的机械框架4、以及驱动发动机10。加工滚筒6安装在机械框架4上，所述加工滚筒4具有由用于对铺筑表面进行加工的铣刨钻头组成的工具。加工滚筒6由传动系统8驱动。传动系统8包括至少一个牵引机构12。

图2表示具有安装在机械框架4上的加工滚筒6的建筑机械1，尤其是道路铣刨机械、再循环器或稳压器的示意性横截面图。备选地，加工滚筒6可以安装在滚筒壳体上，而滚筒又紧固连接在机械框架上。加工滚筒6还可以安装成在机械框架4上枢转。机械框架4由图1所示的底盘2承载。加工滚筒6可以包括例如铣刨滚筒6。

驱动发动机10优选包括柴油机。通过弹性连接件20，燃烧发动机10可以与泵分动箱16相连以驱动液压组件，例如液压泵18。弹性连接件20还可以布置在传动系统8内的不同位置。

用于加工滚筒6机械驱动的牵引机构12具有以非旋转方式与输出轴22相连的驱动元件11、以及以非旋转方式与加工滚筒6的驱动轴15相连的输出元件13。行星齿轮24可以另外布置在驱动轴15与加工滚筒6之间。

牵引机构12优选是皮带传动装置，其中驱动元件和输出元件包括皮带轮11，13，几个传动皮带30绕所述皮带轮11，13旋转。备选地，牵引机构12还可以包括链传动装置，同时传动元件和输出元件则包括链轮。

传动系统8还具有用于切换转矩的常规装置，其布置在驱动发动机10与加工滚筒6之间的传送系统8中，并优选包括例如Planox型离合器14。

驱动发动机10或泵分动箱16可以分别通过离合器14与发动机侧的皮带轮11相连。加工滚筒6安装在机械框架4上。减速齿轮例如行星齿轮24可以布置在加工滚筒6上，其以例如1∶20的速比降低滚筒侧皮带轮13的速度。因而在燃烧发动机10以例如2000rpm的速度操作时加工滚筒6以大约100rmp的加工速度进行工作，并且牵引机构12具有1∶1的传动比。

从图3中可以看到，泵分动箱16具有以圆形方式布置并绕传动系统8的输出轴22相互具有例如相等距离的例如六个液压泵18。在图3中示出了用于牵引机构12的张紧惰轮32。

图4表示常规的优选为液压操作的离合器14，其具有另外设置在输出侧的制动装置19，所述制动装置19能够另外在离合器切换之前、过程中或之后立即接合，并且可以保持接合直至离合器的接合已经结束。制动装置19作用在驱动轴21与输出轴22之间。

驱动轴21利用内齿35与外空心环形式的离合器组件34相连，所述离合器组件34以成形装配形式与具有外齿37的内离合器组件36永久接合。离合器组件34，36被设计成空心环。从图4和6中可以最清楚地看到，离合器组件36在轴向前表面承载环形离合器衬片40，所述衬片40通过连接操作与输出侧的离合器元件41，42，43接合。

还可以从图4和6中看到，设置可以在轴向上移动的两个离合器组件36，从而能够作为尽可能高的转矩传递装置。

将会认识到可以按照需要设置多个两个的离合器组件36或仅一个单个的离合器组件36。利用离合器14优选的液压操作，可轴向移动的离合器元件41，42压靠在离合器组件36的离合器衬片40上，所有部件将力共同传递到与输出轴22相连的离合器元件43上。

图4表示离合器14处于离合器衬片40仍然未接合的切换位置，并且制动装置19的制动衬片23已经压靠在外离合器组件34的轴向前表面上。将会认识到还在离合器接合之后发生制动接合。在这种情况下，可以显著降低制动衬片23的磨损和撕裂。必须满足的是离合器组件34，36的齿35，37在接合离合器过程之后例如在驱动转矩方向上相互压靠，并且即使在低速临界操作的过程中进行无负载操作也可以通过制动装置19保持在上述位置。这样，确保了齿35，37例如在无负载操作中不会振动，从而能够显著降低因旋转振动导致发生的离合器组件的所述机械连接的磨损和撕裂。

制动装置的布置并不局限于图4所示的实施方式，而是满足制动装置19作用在驱动侧与输出侧之间，因而通过将所涉及的元件固定在它们的位置上来排除在机械连接中产生任何游隙，从而它们不会在因存在的旋转振动而产生的游隙内相互来回移动。

当脱开离合器14时，可轴向移动的离合器元件41和42通过例如在图5中可以看到的六个压力弹簧被推开，在这种情况下，连接在可移动离合器元件41上并具有布置在环形凸缘29上的制动衬片23的制动装置19也与外离合器元件34的轴向前表面脱开。环形凸缘29被设计成可以在轴向上弹性变形。

图4表示优选的液压操作的离合器14，在图6中以横截面图和顶视图完全示出所述离合器14在输出侧与振动阻尼器5相连。

振动阻尼器5包括几个同心环，第一内环25具有连接装置28，例如连接凸缘。所述第一环25由弹性元件26环绕，在该实施方式中弹性元件26在圆周上完全环绕第一环。

与第一环25同心且同轴运行的第二环27作为飞轮质量并又在圆周上紧固连接在弹性元件26上。

图6表示第一内环25、弹性元件26以及外第二环27的径向布置。然而将会认识到这些环25，26，27还可以轴向布置。此外，飞轮质量不必一定为环形，而是还可以包括绕动力传递轴对称布置的几个单个的飞轮质量。此外，第一环25可以同时构成连接装置28。最后，可以设置不必为环形的连接装置28代替第一环25，其起到连接动力传递轴的目的并以非旋转方式与弹性元件26相连。至少一个飞轮质量则以非旋转方式并向外侧成径向距离地与弹性元件相连。

弹性元件26可以包括弹性体或作用在旋转振动方向上的其它金属弹簧，例如盘簧、板簧或螺旋弹簧。

当在离合器14中采用弹性元件26时，刚度优选为35000Nm/rad到45000Nm/rad，40000Nm/rad的值已经证明是尤其合适的。相对阻尼值则在0.15到0.2之间，优选为0.175。

由于振动阻尼器5具有惯性，因而其飞轮质量抵消了燃烧发动机10的旋转振动，衰减或消除了旋转振动。

备选地，从图7和8中可以看到，设置径向作用的制动衬片23，其在接合时压靠在驱动侧或输出侧离合器组件34的圆周表面上。

图7表示制动装置19能够径向操作的实施方式，制动衬片23在离心力的影响下压靠在离合器组件34的内圆周表面上，在那里离心力与输出轴22偏离。

在图8中详细示出了制动装置19。制动装置19包括利用大体上从鼓式制动器中已知的四个制动蹄与例如可移动离合器元件41相连的环形凸缘70，径向外制动衬片23通过连接元件72以铰接和回转方式连接在环形凸缘70上。如果不存在任何离心力，则复位弹簧74沿径向向内拉动制动蹄。在输出轴22旋转过程中，随着速度提高而形成离心力，使得制动蹄克服复位弹簧74的力沿径向向外压靠在离合器组件34上。

连接元件72以在制动接合的情况下发生自锁的方式得到对准。

Claims (17)

1.一种建筑机械(1)，具有

-安装在机械框架(4)上的加工滚筒(6)，

-用于驱动加工滚筒(6)的燃烧发动机(10)，

-在燃烧发动机(10)与加工滚筒(6)之间的传动系统(8)，以及

-在传动系统(8)中的离合器(14)，其中离合器(14)布置在传动系统(8)的驱动轴(21)与输出轴(22)之间，

-能够与输出侧的离合器元件(41，42，43)接合的驱动侧的离合器元件(34，36)，

其中，

-驱动侧或输出侧的离合器元件(34，36，41，42，43)具有几个离合器组件(34，36)，所述离合器组件通过至少一个机械连接件相互永久接合，

其特征在于，

作用在驱动轴与输出轴(21，22)之间的制动装置(19)布置在离合器(14)上，所述制动装置(19)另外在离合器接合过程中接合以消除或减小由离合器组件(34，36)之间机械连接件的游隙导致的任何旋转振动。

2.如权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，由制动装置(19)产生的制动力以如下方式得到调节，即因制动力在驱动轴(21)与输出轴(22)之间导致的制动转矩小于加工模式下输出轴(22)的负荷转矩，并大于旋转加工滚筒(6)未处于加工模式时输出轴(22)的牵引转矩。

3.如权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，由制动装置(19)产生的制动力以如下方式得到调节，即在无负荷操作过程中因制动力而在驱动轴(21)与输出轴(22)之间导致的制动转矩小于在负荷方向上的最大转矩，并大于在相反方向上的最大转矩。

4.如权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，由制动装置(19)产生的制动力以如下方式得到调节，即因制动力而在驱动轴(21)与输出轴(22)之间导致的制动转矩大于无负荷操作过程中在传动系统(8)中产生的最大转矩。

5.如权利要求1或2中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动力以如下方式连接驱动侧或输出侧的离合器组件(34，36)，即机械连接件至少在负荷操作的方向上无游隙。

6.如权利要求1-5中任一项所述的建筑机械，其特征在于，驱动侧或输出侧第一与第二离合器组件(34，36)之间的机械连接件包括至少一个齿(35，37)。

7.如权利要求1-6中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)具有至少一个制动衬片(23)。

8.如权利要求1-7中任一项所述的建筑机械，其特征在于，布置在驱动侧或输出侧的制动装置(19)具有环形凸缘(29)，所述环形凸缘(29)在轴向上具有弹性并且在处于摩擦锁定操作下时与驱动侧或输出侧的离合器元件的轴向接靠表面接合。

9.如权利要求1-7中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)具有径向作用的制动衬片。

10.如权利要求1-9中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)的一部分以非旋转方式布置在输出侧的离合器元件(41)的可移动部分上。

11.如权利要求1-10中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)能够与离合器组件(34)的前表面或圆周表面接合，所述离合器组件(34)以非旋转方式与驱动轴或输出轴(21，22)相连。

12.如权利要求8所述的建筑机械，其特征在于，输出侧的可移动离合器元件(41，42)能够通过液压方式进行操作，并且制动装置(19)与液压活塞(50)相连以实现离合器的操作。

13.如权利要求9或10所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)在输出轴(22)的旋转过程中通过离心力实现接合。

14.如权利要求1-6中任一项所述的建筑机械，其特征在于，制动装置(19)是电磁制动器或涡流制动器。

15.如权利要求1-14中任一项所述的建筑机械，其特征在于，至少一个振动阻尼器(5)和/或减振器布置在动力流方向上燃烧发动机(10)下游的传动系统(8)中，从而消除或减小了由燃烧发动机(10)产生的任何旋转振动。

16.如权利要求15所述的建筑机械，其特征在于，至少一个振动阻尼器(5)和/或减振器布置在输出侧的离合器(14)上。

17.一种离合器，尤其用于如权利要求1-16中任一项所述的建筑机械，其特征在于，离合器(14)布置在建筑机械传动系统(8)的驱动轴(21)与输出轴(22)之间，并在驱动侧具有离合器元件(34，35，36)，该离合器元件(34，35，36)能够与输出侧的离合器元件(41，42，43)接合，其中驱动侧或输出侧的离合器元件(34，35，36，41，42，43)具有通过至少一个机械连接件相互永久接合的几个离合器组件(34，36)，

其特征在于，

作用在驱动轴与输出轴(21，22)之间的制动装置(19)布置在离合器(14)上，所述制动装置(19)另外在离合器接合过程中接合以消除或减小由离合器组件(34，36)之间机械连接件的游隙导致的任何旋转振动。

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