CN103707763A - 自行式作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自行式作业机械，尤其涉及一种移动式起重机，该作业机械包括为了移动该作业机械而构造的底盘（1）、可转动地安装在所述底盘（1）上的上部结构（2）以及具有驱动电机（4）的驱动装置（3），其中，驱动装置（3）包括力矩传输装置（5），该力矩传输装置（5）形成在上部结构和底盘之间，并且构造为以力矩的形式在上部结构和底盘之间传输由驱动电机（4）输出的动力，优选地，至少一个尤其是全部的被驱动部件（10）接收围绕在上部结构和底盘的旋转轴承区域中延伸的轴线的力矩，尤其是该力矩围绕上部结构的旋转轴线（7）。

Description

自行式作业机械
技术领域
本发明涉及自行式作业机械，尤其是涉及一种移动式起重机，该作业机械包括为了移动所述作业机械而构造的底盘、可转动地设置在底盘上的上部结构以及具有驱动电机的驱动装置。
背景技术
目前的移动式起重机包括驱动电机，该驱动电机的输出动力用于使移动式起重机在不同工作站点之间移动。这些驱动电机通常都是固定地安装在底盘上的柴油机。另外，为了给上部结构和设置在上部结构的部件提供动力，大多数情况下，在上部结构上还设置有另一台柴油机。最近以来，关于遵守轴向载荷和排放限值的更严格的法律规定已经促成一个改变，即用一个从底盘通向上部结构的液压能量传输装置来取代设置在上部结构的柴油机，从而，使得设置在底盘上的先前仅用于使移动式起重机移动的驱动电机也能够为上部结构提供动力。然而，这个系统在能量的传输过程中存在高的动力损失，并且存在由于泄露导致的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自行式作业机械，尤其提供一种移动式起重机，以解决上文提到的问题。尤其是，本发明的目的是为了在满足预定轴向载荷和排放限值的要求的情况下，提高自行式作业机械或者移动式起重机的可靠性和工作效率。
权利要求1实现了本发明的目的。从属权利要求有利地推进了本发明的主旨。
为了简单起见，下面以移动式起重机为例描述本发明，其中，本发明的思想当然可以适用于任何的包括有底盘和可转动地安装在底盘上的上部结构的自行式作业机械，例如，其他的起重机械或者是施工设备，特别是挖掘机。
本发明提供的移动式起重机包为了移动移动式起重机而构造的底盘、可转动地安装在底盘上的上部结构以及具有驱动电机的驱动装置，其中，驱动装置包括力矩传输装置，该力矩传输装置形成在上部结构和底盘之间，并且构造为以力矩的形式在上部结构和底盘之间传输由驱动电机输出的动力。
换句话说，本发明提供的移动式起重机包括驱动电机，该驱动电机用于为底盘和上部结构提供动力，其中，可以认为，该驱动电机是该移动式起重机唯一的驱动电机或者内燃机，其中，也可以用电动机替代内燃机。为了将驱动电机输出的动力输送到相对于驱动电机而言非固定安装的部件上（即，如果驱动电机设置在底盘上则这些部件设置在上部结构上，或者，如果驱动电机设置在上部结构上则这些部件设置在底盘上），本发明设置有力矩传输装置作为移动式起重机的驱动装置的一部分，以便以力矩的形式在上部结构与底盘之间传输由驱动电机输出的动力。
现有技术中的底盘与上部结构之间的液压旋转件，在本发明中是没有必要的，因此也就不存在泄露损失的隐患。
根据本发明的优选的实施例，驱动电机设置在移动式起重机的底盘上。现有技术中的用于移动所述移动式起重机的驱动电机，在本发明中可以用于为上部结构和底盘提供能量。
根据本发明的另一个优选的实施例，上部结构和底盘之间所传输的力矩围绕在上部结构和底盘之间的旋转轴承的区域内延伸的轴线传输，尤其是该力矩围绕上部结构的旋转轴线传输。现有技术中，适合于这个目的传输方法已经为本领域技术人员熟知，其中的力矩轴线的位置和方向都和本发明的实施例没有关联。不过，被传输的力矩围绕上部结构的旋转轴线来传输应该是本发明的优选实施例。
为了传输力矩，可以提供一个在上部结构和底盘之间延伸的传动轴，从而将被传输的力矩导入位于底盘区域中的传动轴上，并且将被传输的力矩从位于上部结构区域中的传动轴上导出，反之亦然。然而，本技术领域的技术人员可以想到的是，为了在上部结构和底盘之间传输力矩，也可以用一种合适的手段来代替上述传动轴，例如，联轴器、转矩变换器或者变速箱，也就是说，在上部结构和底盘之间形成“接口（interface）”。
根据本发明的另一个优选的实施例，力矩传输装置包括变速箱，优选地，所述变速箱设置在上部结构和底盘的旋转轴承的区域中。在本实施例中优选角度变速箱，在驱动电机端，力矩导入到该角度变速箱中，在旋转轴承端，力矩从该角度变速箱导出。角度变速箱的合适的输出速度可以通过相应的变速比来实现。可以使用一个体积小且便宜的被驱动部件，例如，液压泵。
对于变速箱或者角度变速箱而言，可以围绕上部结构的旋转轴线输出力矩，或者可以围绕在旋转轴承的区域内沿着平行于该旋转轴线的方向延伸的轴线输出力矩。
根据本发明的另一个优选实施例，按照传动装置的方向，变速箱或者角度变速箱连接至、可旋转地固定至上部结构或者底盘。如果变速箱将驱动力矩分程传递（relays）到上部结构，则变速箱必须连接至、可旋转地固定至底盘。相反的，如果变速箱连接至、可旋转地固定至上部结构，那么变速箱就沿着底盘的方向输出驱动力矩。
更优选的，驱动装置包括传动变速箱，所述传动变速箱在力的传输中设置在驱动电机和变速箱或者驱动电机和角度变速箱之间，并且传动变速箱用于在为上部结构提供动力的传动系统和为底盘提供动力的传动系统之间分配由驱动电机的输出动力，其中，传动变速箱依据每个传动系统的动力需求在传动系统之间可变地分配由驱动电机的输出动力，尤其是可以选择阻断（blocking）驱动系统。
可以将由驱动电机的动力驱动的部件或者元件中的至少一部分安装在上部结构和底盘之间的旋转轴承的区域内的上部结构或者底盘上，尤其是安装在上部结构的旋转轴线的区域内。
优选地，传输的力矩围绕上部结构的旋转轴线传输。换句话说，尽可能多的被驱动部件或者元件相对于角度变速箱尤其是上部结构的旋转轴线而言安装成线性地排列。例如，被驱动部件可以是上部结构的液压泵。优选地，被驱动部件或者元件中的至少一者尤其是全部的被驱动部件或者元件能够承受围绕上部结构的旋转轴线的力矩。
根据本发明的其他优选实施例，液压泵可以设置为平行于旋转轴承区域内的上部结构的旋转轴线。传输装置可以包括传动轴，该传动轴在上部结构和底盘之间延伸，尤其是不平行于上部结构的旋转轴线而延伸。
设置在旋转轴承区域内的变速箱还可以包括输出轴，该输出轴平行于上部结构的旋转轴线延伸，尤其是该输出轴的旋转轴线与上部结构的旋转轴线不重合。
传动变速箱还可以构造为，该传动变速箱不但能够在上部结构的传动系统和底盘的传动系统之间分配/可变地分配驱动电机输出的动力，而且还能够彻底地关断其中的一个传动系统，也就是说，在上部结构的传动系统和底盘的传动系统之间进行切换。藉此，由传动变速箱输出的动力可以全部供应给两个传动系统的其中之一。
驱动装置可以利用驱动电机输出的动力来驱动上部结构。被驱动部件的至少一者还可以包括输入轴，该输入轴的旋转轴线优选为平行于上部结构的旋转轴线延伸，和/或与上部结构的旋转轴线不重合。
附图说明
下面，基于优选的实施例和附图对本发明做更详细的解释。本发明包括在下面提到的任何一个技术特征，这个技术特征可以是单独的技术特征也可以是技术特征的组合。如下所示：
图1是根据本发明的具有在上部结构和下部结构之间所形成的力矩传输装置的移动式起重机的示意图；
图2是根据本发明的力矩传输装置的优选实施方式的示意图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的移动式起重机，该起重机包括底盘1、可转动地安装在底盘1上的上部结构2以及驱动装置3。驱动装置3包括驱动电机4，该驱动电机4安装在底盘1上，并且该驱动电机4通过手动变速箱（未标注）和驱动轴向传动变速箱9输出动力。
传动变速箱9用于动力分配，该传动变速箱9通过一个传动轴将动力分程传递至移动式起重机的驱动轮，并且，通过另一个传动轴将动力分程传递至角度变速箱8。为了使上部结构和底盘均能够满足各自的动力需求，可以通过传动变速箱9来改变输出到上部结构和底盘的动力的比例，直至和包括将驱动系统中的一者或者另一者阻断。
变速箱8设置在上部结构2的旋转轴线7上，并且围绕该旋转轴线7沿着上部结构2的方向输出力矩。
液压泵10设置在上部结构2上并且围绕旋转轴线7设置，该液压泵10承受由角度变速箱8输出的力矩，并且向上部结构2提供液压动力。
图2显示了根据本发明的力矩传输装置的特别优选的实施方式。驱动电机4输出的动力通过图中左侧所显示的传动轴而供应给传动变速箱9，其中，传动变速箱9按照需求将这些动力在驱动系统13和驱动系统14之间进行分配，或者将两个驱动系统中的一个驱动系统停止，而将这些动力全部分配给另一个驱动系统。驱动系统14设置在底盘1中，用于驱动包括车辆在内的部件；驱动系统13（支撑轴13）将由变速箱9输出的动力分程传递至另一变速箱8。通过该变速箱，将围绕基本沿水平方向延伸的传动轴（即围绕变速箱8的输入轴，该输入轴连接至传动轴13）旋转的扭矩转换成围绕沿竖直方向延伸的传动轴（即围绕变速箱8的输出轴12，该输出轴连接至上游的传动轴11）旋转的扭矩，并通过输出轴12输出。可以看出，输出轴的旋转轴线沿着平行于上部结构2的旋转轴线7的方向延伸，但是不与上部结构2的旋转轴线7重合。以同样的方式实施液压泵10所设置的输入轴15的旋转轴线。支撑轴11设置在变速箱8的输出轴12与液压泵10的输入轴15之间，并且支撑轴11将输出轴12和输入轴15彼此连接，以便以力矩的形式将能量从底盘1传递到上部结构2。由于输出轴12和输入轴15都与上部结构2的旋转轴线7不重合，因此支撑轴11相对于旋转轴线7倾斜地延伸，即，支撑轴11与旋转轴线7既不重合也不平行。
当上部结构2通过转动轴承6相对于下部结构1转动时，输出轴12和输入轴15的相对位置发生改变，由此使得支撑轴11能够构造为长度可变，以对位置进行补偿（compensate for the location）。

Claims (11)

1.一种自行式作业机械，尤其是移动式起重机，该作业机械包括用于移动所述作业机械而构造的底盘（1）、可旋转地安装在所述底盘（1）上的上部结构（2）以及具有驱动电机（4）的驱动装置（3），其中，所述驱动装置（3）包括力矩传输装置（5），该力矩传输装置（5）形成在所述上部结构（2）和所述底盘（1）之间，并且构造为以力矩形式在所述上部结构（2）和所述底盘（1）之间传输由所述驱动电机（4）输出的动力，其特征在于，至少一个尤其是全部的被驱动部件（10）接收围绕在所述上部结构和所述底盘的旋转轴承区域中延伸的轴线的力矩，该力矩尤其是围绕所述上部结构的旋转轴线（7）。
2.根据权利要求1所述的自行式作业机械，其中，所述被驱动部件（10）为液压泵，尤其是用于为所述上部结构供应的液压泵，所述被驱动部件（10）具体地由围绕轴线传递的力矩驱动，该轴线在旋转轴承（6）的区域中平行于所述上部结构（2）的旋转轴线（7）延伸和/或该轴线位于所述旋转轴承（6）的区域中。
3.根据权利要求1或2所述的自行式作业机械，其中，所述驱动电机（4）设置在所述底盘（1）上，并且尤其是作为所述作业机械的唯一的驱动电机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自行式作业机械，其中，所述力矩围绕轴线传输，该轴线在所述上部结构和所述底盘的所述旋转轴承（6）的区域中延伸，尤其是所述力矩围绕所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）传输。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的自行式作业机械，其中，所述力矩传输装置（5）包括传动轴（11），该传动轴（11）在所述上部结构和所述底盘之间延伸，并且尤其是不平行于所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）而延伸。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的自行式作业机械，其中，所述力矩传输装置（5）包括变速箱（8），该变速箱（8）尤其设置在所述上部结构和所述底盘的所述旋转轴承（6）的区域中和/或该变速箱（8）包括至少一个输出轴（12），该输出轴（12）平行于所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）延伸，尤其是该输出轴（12）的旋转轴线与所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）不重合。
7.根据权利要求6所述的自行式作业机械，其中，所述变速箱（8）输出围绕所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）的力矩。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的自行式作业机械，其中，根据所述传输装置的方向，所述变速箱连接至、可旋转地固定至所述上部结构（2）或者所述底盘（1）。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的自行式作业机械，其中，所述驱动装置（3）包括传动变速箱（9），该传动变速箱（9）在驱动系统（13）和驱动系统（14）之间分配和/或切换、尤其是可变地分配由所述驱动马达（4）输出的动力，所述驱动系统（13）设置为用于向所述上部结构（2）提供动力，所述驱动系统（14）设置为用于向所述底盘提供动力，并且所述传动变速箱（9）具体地根据所述上部结构的所述驱动系统和所述底盘的所述驱动系统各自的动力需求来分配所述驱动马达（4）输出的动力。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的自行式作业机械，其中，所述驱动装置（3）利用所述驱动电机（4）输出的动力来驱动所述上部结构。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的自行式作业机械，其中，被驱动部件中的至少一者（10）包括输入轴（15），该输入轴（15）的旋转轴线尤其平行于所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）延伸和/或与所述上部结构（2）的所述旋转轴线（7）不重合。
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