CN111712600A - 用于使工程机械的后车与前车铰接连接的弯折/摆动铰链 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使工程机械(10)(尤其是夯土设备)的后车(12)与前车(12)铰接连接的弯折/摆动铰链，其包括需安装在工程机械(10)的后车(12)上的后铰链部件(26)、需安装在工程机械(10)的前车(20)上的前铰链部件(28)以及能使后铰链部件(26)与前铰链部件(28)铰接耦合的铰链机构(25)，其中，铰链机构(25)使后铰链部件(26)与前铰链部件(28)耦合以执行相当于在后车(12)和前车(20)之间的转向运动的弯折运动和相当于在后车(12)和前车(20)之间的扭转运动的摆动运动，其中，为铰链机构(25)配备用于限制前铰链部件(28)相对于后铰链部件(26)的摆动运动的摆动止挡组件(48)，其中，摆动止挡组件(48)包括用于预设在前铰链部件(28)相对于后铰链部件(26)偏移时在第一摆动运动方向上的第一最大摆动偏移的第一摆动止挡件(88)和用于预设在前铰链部件(28)相对于后铰链部件(26)偏移时在与第一摆动运动方向相反的第二摆动运动方向上的第二最大摆动偏移的第二摆动止挡件(86)，其中，第一最大摆动偏移和第二最大摆动偏移为前铰链部件(28)相对于后铰链部件(26)的摆动运动定义最大的摆动偏移区域，其特征在于，在执行弯折运动时从前铰链部件(28)相对于后铰链部件(26)的弯折中性位置开始随着弯折偏移的增加，最大摆动偏移区域减小。

Description

用于使工程机械的后车与前车铰接连接的弯折/摆动铰链
本发明涉及一种用于使工程机械(尤其是夯土设备)的后车与前车铰接连接的弯折/摆动铰链，该弯折/摆动铰链包括需安装在工程机械的后车上的后铰链部件、需安装在工程机械的前车上的前铰链部件以及能使后铰链部件与前铰链部件铰接耦合的铰链机构，其中，铰链机构使后铰链部件与前铰链部件耦合以执行相当于在后车和前车之间的转向运动的弯折运动和相当于在后车和前车之间的扭转运动的摆动运动，其中，为铰链机构配备用于限制前铰链部件相对于后铰链部件的摆动运动的摆动止挡组件，其中，摆动止挡组件包括用于预设在前铰链部件相对于后铰链部件偏移时在第一摆动运动方向上的第一最大摆动偏移的第一摆动止挡和用于预设在前铰链部件相对于后铰链部件偏移时在与第一摆动运动方向相反的第二摆动运动方向上的第二最大摆动偏移的第二摆动止挡，其中，第一最大摆动偏移和第二最大摆动偏移为前铰链部件相对于后铰链部件的摆动运动定义最大的摆动偏移区域。
一种用于使构造成夯土设备的工程机械的后车与具有碾压滚轮的前车铰接连接的弯折/摆动铰链由EP 1 111 134 A2已知。该弯折/摆动铰链具有基本上构造成平板状且需安装在夯土设备的后车上的后铰链部件和同样基本上构造成平板状且需安装在夯土设备的前车上的前铰链部件。两个铰链部件彼此有间距地在间隔方向上相对并且与该间隔方向正交地——即大致在夯土设备的高度方向上——在铰链部件的上部区域中通过耦合部件彼此铰接连接。耦合部件在构造成球铰链的第一铰链单元的区域中与后铰链部件铰接连接并且在同样构造成球铰链的第二铰链单元的区域中与前铰链部件连接且因此大致在水平方向上——近似在夯土设备的纵向方向上——延伸。与间隔方向正交地(即在高度方向上)，在耦合部件之下，在后铰链部件上设置后铰链支架，该后铰链支架在前铰链部件上延伸。相应地，在前铰链部件上设有要在后铰链部件上延伸的前铰链支架。两个铰链支架经由构造成球铰链的第三铰链单元彼此铰接连接。
借助这种弯折/摆动铰链，以运动学有利的方式实现在后车和前车之间的这种连接，即为了使夯土设备转向两个铰链部件可相对彼此实施弯折运动，其中，该弯折运动近似相当于在前车和后车(更确切地说是在前铰链部件和后铰链部件)之间的偏转，该偏转围绕当实施弯折运动时在空间上不固定(更确切地说是相对于后车不固定)的、但是原则上近似竖直伸延的转向轴线。为了能补偿地面的不平整并且由此避免设置在前车上的碾压滚轮横向于夯土设备的纵向方向以不同的负荷置于待压实的地基上，已知的弯折/摆动铰链还实现了在前车和后车之间的摆动运动，该摆动运动近似相当于前车相对后车的——围绕在夯土设备的纵向方向上伸延的纵轴线的——偏转，在执行摆动运动时，该纵轴线同样在空间上不固定更确切地说是相对于后车不固定。该摆动运动引起夯土设备本身扭转，从而使得前车和后车可彼此基本上独立地各自匹配地基的几何结构。
由EP 2 872 379 B1已知一种具有不同结构的设计方案以及相应不同运动的弯折/摆动铰链。对于该已知的弯折/摆动铰链而言，设置在夯土设备的后车上的后铰链部件和设置在夯土设备的前车上的前铰链部件可围绕相对于竖直方向倾斜且相对于后车固定不动的弯折轴线发生偏转。前铰链部件包括可围绕弯折轴线枢转地与后铰链部件连接的第一铰链部件区段和固定在前车上的第二铰链部件区段，该第二铰链部件区段可围绕摆动轴——该摆动轴基本上水平伸延且因此相对于弯折轴线以与90°不同的角布置——相对于第一铰链部件区段偏转。在可围绕弯折轴线枢转地与后铰链部件耦合的第一铰链部件区段上设有两个枢转止挡件，这两个枢转止挡件与设置在前铰链部件的第二铰链部件区段上的两个配合止挡件共同作用，以便提供相应的摆动止挡。如果前铰链部件的两个铰链部件区段位于彼此的摆动中性位置中，在该摆动中性位置，夯土设备的前车和后车相对彼此没有扭转，彼此对应的止挡件和配合止挡件分别以彼此相同的间距布置，因此从摆动中性位置开始，前铰链部件的两个铰链部件区段在每个摆动运动方向上能够以相同的程度相对彼此偏转，直至在达到相应的最大摆动偏移时，相应的止挡件与对应的配合止挡件接触并且不允许进一步摆动运动。
由于弯折轴线相对于竖直方向的倾斜设置，即使对于在原则上无需前车和后车之间的摆动运动的完全平整的地基，从相应于夯土设备直行的中性弯折位置开始，前车相对于后车的弯折，即转向运动的实施，在前铰链部件和后铰链部件之间的弯折运动迫使在前铰链部件的第一铰链部件区段和第二铰链部件区段之间的偏转，从而确保碾压滚轮在其整个宽度上均匀地竖立在地基上。在此，一对止挡件和配合止挡件彼此靠近，而另一对止挡件和配合止挡件彼此远离。因为基于在前铰链部件的第一铰链部件区段和第二铰链部件区段之间的、在实施弯折运动或转向运动时强制引起的转动用尽直至达到在摆动运动方向上的最大摆动偏移可用的枢转路径的一部分，对于例如由地基引起的在摆动运动方向上的另一摆动运动仅还有更小的剩余摆动偏移可用，而对于在相反的摆动运动方向上的摆动运动有在相同范围内更大的剩余摆动偏移可用。但是在两个最大摆动偏移之间提供且由其限定的摆动偏移区域保持不变。
本发明的目的是提出一种用于使工程机械(尤其是夯土设备)的后车与前车铰接连接的弯折/摆动铰链，借助该弯折/摆动铰链实现了对两个铰链部件相对彼此的过度摆动运动的更高的安全性。
根据本发明，该目的通过用于使工程机械(尤其是夯土设备)的后车与前车铰接连接的弯折/摆动铰链实现，该弯折/摆动铰链包括需安装在工程机械的后车上的后铰链部件、需安装在工程机械的前车上的前铰链部件以及使后铰链部件与前铰链部件铰接耦合的铰链机构，其中，铰链机构使后铰链部件和前铰链部件耦合以执行相当于在后车和前车之间的转向运动的弯折运动和相当于在后车和前车之间的扭转运动的摆动运动，其中，为铰链机构配备用于限制前铰链部件相对于后铰链部件的摆动运动的摆动止挡组件，其中，摆动止挡组件包括用于预设在前铰链部件相对于后铰链部件偏移时在第一摆动运动方向上的第一最大摆动偏移的第一摆动止挡件和用于预设在前铰链部件相对于后铰链部件偏移时在与第一摆动运动方向相反的第二摆动运动方向上的第二最大摆动偏移的第二摆动止挡，其中，第一最大摆动偏移和第二最大摆动偏移为前铰链部件相对于后铰链部件的摆动运动限定最大的摆动偏移区域。
在此还设置成，在执行弯折运动时从前铰链部件相对于后铰链部件的弯折中性位置开始随着弯折偏移的增加而最大摆动偏移区域减小。
与从EP 2 872 379 B1已知的弯折/摆动铰链的构造相反，对于根据本发明的构造而言，在执行工程机械的弯折运动(也就是例如转向运动)时，直至达到最大摆动偏移仍可用的剩余摆动偏移(Rest-Pendelauslenkung)基于通过弯折运动强制引起的摆动运动没有减小，或不仅没有减小，而且最大摆动偏移区域(也就是在两个最大摆动偏移之间的摆动路径)减小。这提高了与两个铰链部件耦合的系统区域(即例如工程机械的后车和前车)在执行弯折运动或转向运动时以及额外发生的摆动运动时没有彼此接触并且由此可能引起损伤。
在对于均匀运动过程特别有利的设计方案中提出，在执行弯折运动时从弯折中性位置开始随着弯折偏移增加，最大摆动偏移区域连续减小。这意味着，从弯折中性位置——即两个铰链部件相对彼此的(例如在设计有根据本发明的弯折/摆动铰链的工程机械直行时两个铰链部件相对彼此所处的)位置——开始，没有弯折运动的区域，在该区域中，当在弯折偏移增大的方向上运动时最大摆动偏移区域未减小。
因为在定位于弯折中性位置(即例如在运动的工程机械直行时)，发生可能导致损伤的过大的摆动运动的风险相对较小，由此提出，在前铰链部件和后铰链部件相对彼此定位在弯折中性位置中时，从摆动中性位置开始，第一最大摆动偏移或/和第二最大摆动偏移在8°至15°的范围中，优选在约11.7°，或/和在前铰链部件和后铰链部件相对彼此定位在弯折中性位置中时最大摆动偏移区域在20°至27°的范围中，优选约为23.4°。
如果有相对大的弯折偏移，该弯折偏移相当于工程机械的相对大的转向角，根据本发明，此时为了避免过大的摆动偏移而提出，在前铰链部件相对于后铰链部件的弯折偏移相当于30°的转向角时，从前铰链部件相对于后铰链部件的摆动中性位置开始，第一最大摆动偏移或/和第二最大摆动偏移在4°至11°的范围中，优选约为7.6°，或/和，在前铰链部件和后铰链部件定位在前铰链部件相对于后铰链部件的弯折偏移相当于30°的转向角时，最大摆动偏移区域在12°至19°的范围中，优选约为15.2°。
在对于转向运动或摆动运动特别有利的构造中，铰链机构可包括：
-在第一铰链单元的区域中与后铰链部件铰接连接且在第二铰链单元的区域中与前铰链部件铰接连接的耦合部件，
-需要从后铰链部件延伸到前铰链部件上的后铰链支架，需要从前铰链部件延伸到后铰链部件上的前铰链支架，以及，在前铰链部件相对于后铰链部件的间隔方向上使后铰链支架在第一铰链单元和第二铰链单元之间并且与间隔方向正交地与第一铰链单元和第二铰链单元有间距地与前铰链支架铰接地耦合的第三铰链单元。
对于弯折/摆动铰链构造有三个前述提及的铰链单元的情况，尤其是在弯折运动和摆动运动叠加时产生以下运动，也就是使得没有任何一个铰链单元中仅出现围绕在空间上固定的(更确切地说是例如相对于后车固定的)枢转轴线的偏转。为此提出的是，第一铰链单元或/和第二铰链单元或/和第三铰链单元根据球铰链的类型来构造。这意味着，每个如此构造的铰链单元都为此能够使两个由此耦联的构件或构件组允许围绕多于一个的空间轴线进行偏转运动。例如这种铰链单元可构造成具有铰接球和容纳铰接球的铰接球窝的球铰链。球铰链类型的这种功能例如也可由万向铰链(Kardangelenk)提供。
为了能够以构造简单的、但是可靠地作用的方式来提供根据本发明的、借助逐渐减小的最大摆动偏移区域限制摆动运动的功能而提出的是，摆动止挡组件构造(Pendelanschlagformation)包括：
-在前铰链部件和后铰链部件中的一个铰链部件上的、具有两个彼此背离取向的摆动止挡面的、需要延伸到前铰链部件和后铰链部件中的另一铰链部件上的第一摆动止挡组件构造，
-在所述另一铰链部件上的、需要延伸到所述一个铰链部件上且借助两个摆动止挡指(Pendelanschlagfingern)以叉形方式包围第一摆动止挡组件构造的第二摆动止挡组件构造，
其中，每个摆动止挡指都与其中一个摆动止挡面相对，并且借助该摆动止挡面提供摆动止挡件。
随着变化的弯折偏移而相应变化或匹配的、在两个摆动止挡组件构造之间的相互作用可通过以下方式来提供，即第一摆动止挡组件构造具有朝向离开一个铰链部件的方向延伸的连接片区域(Stegbereich)并且在该连接片区域的远离一个铰链部件的端部区域上具有相对于该连接片区域加宽的头部区域，其中，彼此背离取向的摆动止挡面相互的间距在所述头部区域中至少局部地大于在连接片区域中，其中优选地，至少在一部分连接片区域中彼此背离取向的摆动止挡面相互的间距基本上为恒定的或在连接片区域纵向方向上以基本上恒定的比率变化。
优选地，在头部区域中，彼此背离取向的摆动止挡面相互的间距从连接片区域开始增大直至最大间距。因此，彼此背离取向的摆动止挡面分别形成凸轮面
Figure BDA0002626038350000061
该凸轮面与第二摆动止挡组件构造的探测到该面的凸轮共同作用。
此外还提出的是，为了提供根据弯折偏移改变的最大摆动运动区域，摆动止挡指的相对间距在朝离开另一铰链部件的方向上在摆动止挡指的第一延伸区域中增加，并且在连接于第一延伸区域上的摆动止挡指的第二延伸区域中减小。
在特别有利的设计方案中，摆动止挡面与其分别对应的摆动止挡指共同作用，使得从弯折中性位置开始，随着前铰接部件相对于后铰接部件的弯折偏移的增大，第二摆动止挡组件构造的每个摆动止挡指在对应的摆动止挡面的靠近一个铰链部件的区域中与第一摆动止挡组件构造的该摆动止挡面共同作用以提供相应的摆动止挡件，或/和，从弯折中性位置开始随着前铰链部件相对于后铰链部件的弯折偏移的增大，第二摆动止挡组件构造的每个摆动止挡指以相应的摆动止挡指的靠近另一铰链部件的区域与第一摆动止挡组件构造的对应的摆动止挡面共同作用以提供相应的摆动止挡件。
尤其可设置成，在弯折中性位置，第二摆动止挡组件构造的每个摆动止挡指部在其第一延伸区域的区域中与在第一摆动止挡组件构造的头部区域的区域中的对应的摆动止挡面共同作用以提供相应的摆动止挡件，或/和，在前铰链部件相对于后铰链部件的相当于30°的转向角的弯折偏移中，第二摆动止挡组件构造的每个摆动止挡指在其第二延伸区域的区域中与在第一摆动止挡组件构造的连接片区域的区域中的对应的摆动止挡面共同作用以提供相应的摆动止挡件。
在根据本发明的弯折/摆动铰链的构造中，一个铰链部件可以是前铰链部件并且另一铰链部件可以是后铰链部件。
此外，对于具有三个前述铰链单元的弯折/摆动铰链的设计方案而言，为了两个摆动止挡组件构造可靠地共同作用而提出的是，该一个铰链部件是前铰链部件并且另一铰链部件是后铰链部件。
本发明还涉及一种工程机械，尤其夯土设备，该工程机械包括后车和借助根据本发明构造的弯折/摆动铰链与后车连接的前车。
在此，在后车上可设置驾驶台，该驾驶台可为了沿纵向方向紧凑的结构方式定位成，该驾驶台在工程机械纵向方向上与弯折/摆动铰链至少部分地重合，因此例如基本上经由铰链定位。
在工程机械的前车上可设置至少一个作业设备，例如碾压滚轮。为了推进可设置在后车上的驱动机构，例如柴油内燃机。需要指出的是，本发明的原理也可应用在不同于夯土设备的其他工程机械中，例如轮式装载机等中。
下面参考附图详细描述本发明。其中示出：
图1示出了实现为夯土设备的工程机械的侧视图；
图2示出了图1的工程机械的弯折/摆动铰链的立体图；
图3示出了图2的弯折/摆动铰链在前铰链部件和后铰链部件相对彼此的中性位置上的俯视图；
图4示出了对应于图3的前铰接部件和后铰接部件相对彼此定位在对应于30°的转向角以及0°的摆动角上的视图；
图5示出了对应于图3的前铰接部件和后铰接部件相对彼此定位在对应于0°的转向角以及11.7°的摆动角上的视图；
图6示出了对应于图3的前铰接部件和后铰接部件相对彼此定位在对应于10°的转向角以及10.8°的摆动角中的视图；
图7示出了对应于图3的前铰接部件和后铰接部件相对彼此定位在对应于20°的转向角以及9.3°的摆动角中的视图；
图8示出了对应于图3的前铰接部件和后铰接部件相对彼此定位在对应于30°的转向角以及7.6°的摆动角中的视图。
在图1中概括性地用10表示被实现为夯土设备的工程机械。该夯土设备或工程机械10包括后车12，在后车上设有驾驶台14以及驱动机构16。通过驱动机构16(例如柴油内燃机)可驱动设置在后车12两侧的驱动轮18转动并且由此使工程机械10基本上沿工程机械纵向方向B向前运动。
工程机械10还包括前车20，该前车具有包围被设置在前车20上的碾压滚轮22的框架23。可为碾压滚轮22配备布置在其中的振荡机构(Oszillationsmechanismus)，该振荡机构沿围绕碾压滚轮的转动轴线的周向方向对碾压滚轮施加周期性的振荡扭矩，以使碾压滚轮22的滚动运动叠加由振荡扭矩引起的交替的振荡运动。替代地或额外地，可为碾压滚轮22配备振动组件，通过该振动组件使碾压滚轮周期性地在工程机械10的高度方向H上加速，以使碾压滚轮22的滚动运动叠加基本上在高度方向H上叠加的周期性的升降加速度(Auf-Ab-Beschleunigung)。
通过后面详细描述的弯折/摆动铰链24使后车12与前车20连接。弯折/摆动铰链24使得前车20相对于后车12基本上围绕大致在高度方向H上伸延的弯折轴线K弯折，以便由此使工程机械10转向。弯折/摆动铰链24还使前车20相对于后车12围绕基本上在工程机械纵向方向B上伸延且由此基本上水平取向的摆动轴线P运动。在此需要说明的是，基于弯折/摆动铰链24的特殊设计仅大致说明弯折轴线K和摆动轴线P，围绕这些轴线一方面发生转向而另一方面进行运动以允许在前车20和后车12之间发生扭转。事实上，轴线K和P的位置仅决定后车12和前车20在弯折中性位置上相对彼此所处的状态，即工程机械10应直线地且没有转向回转地行驶，并且后车12和前车20以受到驱动的车轮18(一方面)或碾压滚轮22(另一方面)处于完全平整的地基上，并且由此后车12和前车20也相对彼此处于摆动中性位置上，在该摆动中性位置上在后车12和前车20之间没有扭曲，也即扭转。一旦从弯折中性位置或摆动中性位置偏移，相应的轴线在空间上移位以及尤其是也相对于后车12和前车20移位。
图2示出了弯折/摆动铰链24的立体图。该弯折/摆动铰链24包括构造成平板状的后铰链部件26，弯折/摆动铰链24借助该后铰链部件26例如通过螺旋连接固定到位于后车12的前部且位于驾驶台14之下的区域。弯折/摆动铰链24还包括例如构造成平板状的前铰链部件28，该前铰链部件28在间隔方向A上与后铰链部件26相对。在后车12和前车20布置在弯折中性位置和摆动中性位置时，该间隔方向A例如相应于工程机械纵向方向B。
在沿着与间隔方向A正交的高度方向H的上部区域中，后平板部件26和前平板部件28通过概括性地用25表示的铰链机构的棒状或杆状的耦合部件30彼此铰接连接。对此，耦合部件30在第一铰链单元32的区域中铰接地耦联到后铰链部件26上并且在第二铰链单元34的区域中铰接地耦联到前铰链部件28上。两个铰链单元32、34中的每一个能够使得耦合部件30相对于后铰链部件26或前铰链部件28围绕相应的铰链轴线G1或G2偏转，铰链轴线在弯折中性位置和摆动中性位置上基本在高度方向上伸延。但是铰链单元32、34也使得耦合部件30相对于相应的铰链部件26、28围绕其他的铰链轴线偏转，从而根据球铰链类型的耦合部件30可至少在有限的枢转角范围中在任意方向上相对于相应的铰链部件26或28偏转。例如，铰链单元32、34可构造成具有设置在相应的铰链部件26或28上的铰接球和设置在耦合部件30上的铰接球窝的球铰链。
在后铰链部件26上设有需要沿间隔方向A延伸到前铰链部件28上的后铰链支架35。相应地，在前铰链部件28上设有需要沿间隔方向A经由后铰链支架35延伸到后铰链部件26上的前铰链支架36。借助第三铰链单元38，两个铰链支架35、36以及两个铰链部件26、28可围绕第三铰链轴线G3相对彼此枢转，当铰链部件26、28定位在弯折中性位置和摆动中性位置上时，第三铰链轴线可基本上在高度方向H上伸延。但是第三铰链单元38也使得两个铰链支架35、36相对彼此基本上朝任一空间方向偏转并且优选同样构造成球铰链。
为了能引起弯折/摆动铰链24的弯折运动以及工程机械10的转向运动，为弯折/摆动铰链24配备两个活塞/缸单元40、42。如根据活塞/缸单元40所示，例如活塞杆44可耦联到前铰链部件28上，同时缸46可耦联到后车12上。通过两个活塞/缸单元40、42的活塞杆44的彼此协调的驶出或拉入可触发弯折/摆动铰链24的弯折运动，在该弯折运动的过程中前铰链部件28在第三铰链单元38的区域中相对于后铰链部件26偏转，其中，该偏转运动在两个铰链部件26、28的沿高度方向H的上部区域中通过耦合部件30引导，在该弯折运动的过程中耦合部件相对于每个铰链部件26、28偏转。在该运动的过程中不仅前车20相对于后车12偏折，由此分别设定转向角，而且也在弯折/摆动铰链24的区域中在前车20和后车12之间沿高度方向进行弯折运动，使得在该中央区域中工程机械10以与分别设置的转向角相应的程度提起。因为这是更高势能的状态，因此工程机械10始终自动地引起占据该状态，在该状态下两个铰链部件26、28在与工程机械10的直线行驶相应的弯折中性位置上相对彼此定位。
如果夯土设备10在不平整的地基上运动，则基于两个活塞/缸单元40、42在前铰链部件28以及在后车12上的铰接接连(Anbindung)，前铰链部件28基本上在第三铰链单元38的区域中又可相对于后铰链部件26偏转，其中，该偏转近似相应于围绕摆动轴线P的偏转，并且前铰链部件28的同时出现的运动在前铰链部件的上部区域中又通过耦合部件30引导。在这种摆动运动中，工程机械10本身偏转，从而使得受驱动的车轮18(一方面)以及碾压滚轮22(另一方面)可均匀受载地竖立在相应不平整的地基上。
在这种运动的过程中，前车20的框架23接近沿工程机械纵向方向B与该框架局部重合的驾驶台14。为了避免尤其是在执行转向运动时在驾驶台14之下更剧烈运动的框架23与驾驶台14或后车12的其他区域接触，在弯折/摆动铰链24中设置概况性地用48表示的摆动止挡组件。下面也参考示出两个铰链部件26、28相对彼此的不同相对位置的图3至图8说明摆动止挡组件的功能。在此需要指出的是，图3至图8分别以俯视图以及在除去耦合部件30的情况下示出了弯折/摆动铰链。
摆动止挡组件48在前铰链部件28上包括需要从前铰链部件28延伸到后铰链部件26上的第一摆动止挡组件构造50。该第一摆动止挡组件构造50被设计成棒状或平板状，并且具有两个沿高度方向H彼此在侧向上相反的摆动止挡面52、54。在此，第一摆动止挡组件构造50从设有第二铰链单元34的区域开始构造有连接片区域56，其中，在该连接片区域56中两个摆动止挡面52、54近似具有彼此相同的间距，这最终意味着，连接片区域56横向于其纵向延伸方向朝离开第二铰链单元34的方向具有近似恒定的宽度。在此，在附图中可看出，在高度方向H上(即基本上与连接片区域纵向方向正交地)，摆动止挡面52、54可在从上向下的方向上彼此分开地伸延。还需要强调的是，在本发明中，在例如关于连接片区域56在连接片区域纵向方向上——也就是在离开铰链单元34的方向上——的长度从约45mm至65mm(优选约55mm)变化，摆动止挡面52、54的相对间距不大于5mm(即约10％)变化时，连接片区域56可看作具有恒定的或近似恒定的宽度。这意味着，假设相对间距均匀增加，两个视为具有近似恒定的相对间距的摆动止挡面52、54可彼此包围最大约3°的张角，例如也可具有彼此精确地保持不变的间距。原则上，两个摆动止挡面52、54也可不同于前面示意图具有例如朝离开铰链单元34的方向优选以基本恒定的比率增加的相对间距，从而在该连接片区域56中或连接片区域56的至少一部分中，两个摆动止挡面52、54近似无弯曲地伸延，其中，连接片区域56或连接片区域56的该部分又可具有在约45mm至65mm的范围中(优选约55mm)的长度。
在该连接片区域56上，连接相对于连接片区域56加宽的头部区域58，第一摆动止挡组件构造以该头部区域为末端，其与前铰链部件28或与第二铰链单元34间隔开。在从连接片区域56至头部区域58的过渡部中，摆动止挡面52、54的相对间距逐渐地直达头部区域的最大宽度的区域以及摆动止挡面52、54的最大间距的区域，所述摆动止挡面在头部区域58的背离连接片区域56的端部过渡到彼此中或彼此连接。为了确保第一摆动止挡组件构造的充分稳定性，连接片区域56或头部区域58通过平板状的支撑区域60放置或与支撑区域优选构造成一体，从而使得在头部区域58和接连区域62之间、在连接片区域56的两侧且在平板状的支撑区域60上形成接合凹口64、66，在所述接连区域中第一摆动止挡组件构造50接连在第二铰链部件28上。
此外，摆动止挡组件48在后铰链部件26上包括第二摆动止挡组件构造68。第二摆动止挡组件构造68基本上构造成平板状并且从接连区域70开始具有两个相对于高度方向H在侧面或在两侧从外部围绕第一摆动止挡组件构造50的两个摆动止挡指72、74，在所述接连区域70中第二摆动止挡组件构造68接连在第一铰链部件26上。在摆动止挡指72、74之间形成容纳腔76，第一摆动止挡组件构造50以其连接片区域56或其头部区域58接合地定位到容纳腔中。
摆动止挡指72、74可成型为，使得其相对的间距在相应的第一延伸区域78、80中增加，并且在与其连接的第二延伸区域82、84中减小。这也意味着，从接连区域70开始，腔区域76的由摆动止挡指72、74的相对间距限定的宽度首先在第一延伸区域78、80的区域中增加，然后在第二延伸区域82、84的区域中减小，然后在两个摆动止挡指72、74的经倒圆的端部的区域中再次增加。
通过摆动止挡组件48或该摆动止挡组件的两个摆动止挡组件构造50、68确保的是，前铰接部件28仅能够以有限的程度相对于后铰接部件26执行摆动运动。该有限的程度(也即在每个摆动运动方向上最大的摆动偏移)，随着弯折偏移的增加(即前车20相对于后车12的转向角的增加)而优选连续地减小。这在下面参考图3至图8说明。
图3示出了两个铰链部件26、28以及后车12和前车20在弯折中性位置以及摆动中性位置中相对彼此所处的状态，这意味着工程机械10应在完全平坦的地基上直线运动。可在图3中看出，第一摆动止挡组件构造50基本上居中地接合到容纳腔76中且因此两个摆动止挡面52、54相对于分别相对且分别提供摆动止挡件86或88的摆动止挡指72、74具有相同的间距。
图4示出了引起前铰链部件28相对于后铰链部件26以30°转向角偏折的状态。在该状态下没有摆动偏移，从而使得头部区域58始终近似居中地定位在两个摆动止挡指72、74之间。在没有出现摆动偏移的情况下，摆动止挡件86、88不起作用。
图5示出了弯折/摆动铰链24处于在弯折中性位置(即转向角为0°时)而前铰链部件28相对于后铰链部件26具有第一最大摆动偏移的状态。在此，第一最大摆动偏移相当于在第一摆动运动方向上的最大摆动偏移，对于该第一摆动运动方向上的最大摆动偏移而言，第一摆动止挡组件构造50以其摆动止挡面54与摆动止挡指74接触，因此摆动止挡件88起作用。相应地，在沿相反方向偏移时，即在沿第二摆动运动方向偏移时，摆动止挡面52在到达第二最大摆动偏移时与摆动止挡指72接触，因此摆动止挡86起作用。
在图5中可看出，在转向角为0°的状态下，两个铰链部件26、28在其相对彼此的弯折中性位置，第一摆动止挡组件构造50以几乎最大的程度接合到容纳腔76中，并因此在到达第一最大摆动偏移时，头部区域58以摆动止挡面54的在此延伸的区段贴靠在摆动止挡指74的第一延伸区域80上。
图6示出了对于最大的第一摆动偏移而言两个铰链部件26或28相对彼此引起10°转向角的弯折偏移的状态。可看出，在该状态下，头部区域58不再以摆动止挡面54的设置在该头部区域上的区域贴靠在摆动止挡指74上，而是摆动止挡指以其第二延伸区段84(尤其是第二延伸区段的经倒圆的端部区域)贴靠在摆动止挡面54的、在连接片区域56中延伸的区段上。由此，一方面在摆动止挡指74和第一摆动止挡组件构造50之间的相互作用的区域从第一延伸区域80移位到摆动止挡指74的第二延伸区域84中，并且另一方面在第一摆动止挡组件构造50上的摆动止挡88起作用的区域相对于具有较小的弯折偏移或不存在弯折偏移(例如转向角0°)的状态更靠近第二铰链部件28或第一摆动止挡组件构造50的接连区域62地运动。基于彼此相互作用的摆动止挡面54和对应的摆动止挡指74的几何结构，由此相对于图5中示出的状态的第一最大摆动偏移有所减小。例如在图5所示的状态下第一最大摆动偏移可相应于从图3的摆动中性位置开始的例如11.7°的摆动角，而在图6所示的状态下在转向角为10°时第一最大摆动偏移可降低到约10.8°的值。基于对称的设计，如前所述，在沿相反方向偏移时也设置第二最大摆动偏移，其中，对于相应设置的弯折偏移，第一最大摆动偏移和第二最大摆动偏移一起定义最大的摆动偏移区域，又在考虑到对称设计的情况下，该最大的摆动偏移区域可分别相应于第一最大摆动偏移或第二最大摆动偏移的两倍。因此在图5示出的状态下有最大的摆动偏移区域，该最大的摆动偏移区域例如可约为23.4°。在转向角为10°时或在两个铰链部件26、28相对彼此相应弯折偏移时，最大的摆动偏移区域降低到例如约21.6°的值。
对于到图7所示出的在后铰链部件26和前铰链部件28之间的相应于20°转向角的弯折偏移的状态的过渡，相应的摆动止挡指72、74(即在图7示出的偏移状态下的摆动止挡指74)与对应的摆动止挡面52或54相互作用的区域发生移动，更靠近前铰链部件28或第一摆动止挡组件构造50的接连区域62。这使得第一最大摆动偏移或基于对称设计的第二最大摆动偏移进一步地分别降低到例如9.3°并且使最大摆动偏移区域为18.6°。
最后，图8示出了在前铰链部件28和后铰链部件26之间相应于30°转向角的弯折偏移的状态。在该状态下，为了限制摆动运动，相应的摆动止挡指72或74在更靠近接连区域62或前铰链部件28的区域中贴靠在对应的摆动止挡面上，在此为摆动止挡面54上。基于该相互作用，摆动止挡88此时以约7.6°的第一最大摆动偏移或第二最大摆动偏移起作用，从而对于30°的转向角获得约15.2°的最大摆动偏移区域。
前述实施方式示出，在图2示出的弯折/摆动铰链的设计方案中基于摆动止挡组件48的两个摆动止挡组件构造50、68的特殊设计方案在执行转向运动以及由此引起的两个铰链部件26、28相对彼此的偏折时为前车20相对于后车12的摆动运动总共提供的摆动偏移区域逐渐减小，该摆动偏移区域限制在两个最大摆动偏移之间。这明显提高了防止在前车20(尤其是其框架23)和后车12(尤其是其驾驶台14)之间发生接触的安全性。通过使第一摆动止挡组件构造的根据凸轮面的摆动止挡面52、54起作用，实现了以下功能，即凸轮面通过第二摆动止挡组件构造68的摆动止挡指72、74探测并且与摆动止挡指结合形成相应的摆动止挡86、88。摆动止挡面52、54(一方面)和摆动止挡指72、74(另一方面)彼此相互作用且因此对于相应的转向角用作摆动止挡的区域根据两个铰链部件26、28相对彼此的转向角或弯折偏移改变，从而通过两个摆动止挡组件构造50、68的在图3至图8中示出的几何结构提供能够减小最大摆动偏移区域的相互作用。

Claims (18)

1.一种弯折/摆动铰链，其用于使工程机械(10)尤其是夯土设备的后车(12)与前车(12)铰接连接，所述弯折/摆动铰链包括需安装在工程机械(10)的后车(12)上的后铰链部件(26)、需安装在工程机械(10)的前车(20)上的前铰链部件(28)以及能使所述后铰链部件(26)与所述前铰链部件(28)铰接耦合的铰链机构(25)，其中，所述铰链机构(25)使所述后铰链部件(26)与所述前铰链部件(28)耦合以执行相当于在后车(12)和前车(20)之间的转向运动的弯折运动和相当于在后车(12)和前车(20)之间的扭转运动的摆动运动，其中，为所述铰链机构(25)配备用于限制所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的摆动运动的摆动止挡组件(48)，其中，所述摆动止挡组件(48)包括用于预设在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)偏移时在第一摆动运动方向上的第一最大摆动偏移的第一摆动止挡件(88)和用于预设在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)偏移时在与所述第一摆动运动方向相反的第二摆动运动方向上的第二最大摆动偏移的第二摆动止挡件(86)，其中，所述第一最大摆动偏移和所述第二最大摆动偏移为所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的摆动运动限定最大的摆动偏移区域，其特征在于，在执行弯折运动时从所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的弯折中性位置开始随着弯折偏移的增加，最大摆动偏移区域减小。
2.根据权利要求1所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在执行所述弯折运动时从弯折中性位置开始随着弯折偏移增加，所述最大摆动偏移区域连续减小。
3.根据权利要求1或2所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在前铰链部件(28)和后铰链部件(26)相对彼此定位在所述弯折中性位置中时，从摆动中性位置开始，所述第一最大摆动偏移或/和所述第二最大摆动偏移在8°至15°的范围中，优选在约11.7°，或/和在前铰链部件(28)和后铰链部件(26)相对彼此定位在所述弯折中性位置中时，所述最大摆动偏移区域在20°至27°的范围中，优选约为23.4°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的弯折偏移相当于30°的转向角时，从所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的摆动中性位置开始，所述第一最大摆动偏移或/和所述第二最大摆动偏移在4°至11°的范围中，优选约为7.6°，或/和，在所述前铰链部件(28)和所述后铰链部件(26)定位在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的弯折偏移相当于30°的转向角时，所述最大摆动偏移区域在12°至19°的范围中，优选约为15.2°。
5.根据前述权利要求中任一项所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述铰链机构(25)包括：
-在第一铰链单元(32)的区域中与所述后铰链部件(26)铰接连接且在第二铰链单元(34)的区域中与所述前铰链部件(28)铰接连接的耦合部件(30)，
-需要从所述后铰链部件(26)延伸到所述前铰链部件(28)上的后铰链支架(35)，需要从所述前铰链部件(28)延伸到所述后铰链部件(26)上的前铰链支架(36)，以及，在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的间隔方向(A)上使所述后铰链支架(35)在所述第一铰链单元(32)和所述第二铰链单元(34)之间并且与所述间隔方向(A)正交地与所述第一铰链单元(32)和所述第二铰链单元(34)有间距地与所述前铰链支架(28)铰接地耦合的第三铰链单元(38)。
6.根据权利要求5所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述第一铰链单元(32)或/和所述第二铰链单元(34)或/和所述第三铰链单元(38)根据球铰链的类型来构造。
7.根据前述权利要求中任一项所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述摆动止挡组件(48)包括：
-在前铰链部件(28)和后铰链部件(26)中的一个铰链部件上的、具有两个彼此背离取向的摆动止挡面(52、54)的、需要延伸到前铰链部件(28)和后铰链部件(26)中的另一铰链部件上的第一摆动止挡组件构造(50)，
-在所述另一铰链部件上的、需要延伸到所述一个铰链部件上且借助两个摆动止挡指(72、74)以叉形方式包围所述第一摆动止挡组件构造(50)的第二摆动止挡组件构造(68)，
其中，每个摆动止挡指(72、74)都与所述摆动止挡面(52、54)中的一个摆动止挡面相对并且借助所述摆动止挡面提供摆动止挡件(86、88)。
8.根据权利要求7所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述第一摆动止挡组件构造(50)具有朝向离开所述一个铰链部件的方向延伸的连接片区域(56)并且在所述连接片区域(56)的远离所述一个铰链部件的端部区域上具有相对于所述连接片区域(56)加宽的头部区域(58)，其中，彼此背离取向的摆动止挡面(52、54)相互的间距在所述头部区域(58)中至少局部地大于在所述连接片区域(56)中。
9.根据权利要求8所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，至少在所述连接片区域(56)的一部分中彼此背离取向的摆动止挡面(52、54)相互的间距基本上为恒定的或在连接片区域纵向方向上以基本上恒定的比率变化。
10.根据权利要求8或9所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在所述头部区域(58)中，彼此背离取向的摆动止挡面(52、54)相互的间距从所述连接片区域(56)开始增大直至最大间距。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述摆动止挡指(72、74)的相对间距在朝离开所述另一铰链部件的方向上在所述摆动止挡指(72、74)的第一延伸区域(78、80)中增加，并且在连接于所述第一延伸区域(78、80)上的、所述摆动止挡指(72、74)的第二延伸区域(82、84)中减小。
12.根据权利要求7和权利要求11所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，从所述弯折中性位置开始，随着所述前铰接部件(28)相对于所述后铰接部件(26)的弯折偏移的增大，所述第二摆动止挡组件构造(68)的每个摆动止挡指(72、74)在对应的摆动止挡面(52、54)的靠近所述一个铰链部件的区域中与所述第一摆动止挡组件构造(50)的所述摆动止挡面(52、54)共同作用以提供相应的摆动止挡件(86、88)，或/和，从所述弯折中性位置开始，随着所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的弯折偏移的增大，所述第二摆动止挡组件构造(68)的每个摆动止挡指(72、74)以相应的摆动止挡指(72、74)的靠近所述另一铰链部件的区域与所述第一摆动止挡组件构造(50)的对应的摆动止挡面(52、54)共同作用以提供相应的摆动止挡件(86、88)。
13.根据权利要求11和权利要求12所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在所述弯折中性位置，所述第二摆动止挡组件构造(68)的每个摆动止挡指部(72、74)在其第一延伸区域(78、80)的区域中与在所述第一摆动止挡组件构造(50)的头部区域(58)的区域中的对应的摆动止挡面(52、54)共同作用以提供相应的摆动止挡件(86、88)，或/和，在所述前铰链部件(28)相对于所述后铰链部件(26)的相当于30°的转向角的弯折偏移中，所述第二摆动止挡组件构造(68)的每个摆动止挡指(72、74)在其第二延伸区域(82、84)的区域中与在所述第一摆动止挡组件构造(50)的连接片区域(56)的区域中的对应的摆动止挡面(52、54)共同作用以提供相应的摆动止挡件(86、88)。
14.根据权利要求7-12中任一项所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，所述一个铰链部件是所述前铰链部件(28)，并且所述另一铰链部件是所述后铰链部件(26)。
15.根据权利要求5和权利要求7-14中任一项回引权利要求5时所述的弯折/摆动铰链，其特征在于，在与所述间隔方向(A)正交的方向上，所述第一摆动止挡组件构造(50)和所述第二摆动止挡组件构造(68)被布置到在一侧的所述第一铰链单元(32)以及第二铰链单元(34)与在另一侧所述第三铰链单元(38)之间，或/和，相对于与所述间隔方向(A)正交的方向(H)，所述第一摆动止挡组件构造(50)的摆动止挡面(52、54)在侧向上彼此相反地取向或/和所述第二摆动止挡组件构造(68)的摆动止挡指(72、74)在侧面从外部包围所述第一摆动止挡组件构造(50)。
16.一种工程机械，尤其是夯土设备，包括：后车(12)；以及，借助根据前述权利要求中任一项所述的弯折/摆动铰链(24)与所述后车(12)连接的前车(20)。
17.根据权利要求16所述的工程机械，其特征在于，在所述后车(12)上设置驾驶台(14)，其中，所述驾驶台(14)在工程机械纵向方向(B)上与所述弯折/摆动铰链(24)至少部分地重合。
18.根据权利要求16或17所述的工程机械，其特征在于，在所述前车(20)上设有至少一个作业设备，优选碾压滚轮(22)，或/和在所述后车(12)上设有驱动机构(16)。
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