CN112443006A - 用于工程机械的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于工程机械的驱动装置，优选用于挖掘机，该驱动装置包括用于通过液压回路为工程机械的工作设备和/或机械运动提供动力的液压泵；用于驱动该液压泵的电动马达；以及用于将驱动装置安装到工程机械上的支撑装置，该支撑装置包括具有两个相对的安装表面的板状安装部，其中，液压泵安装在一个安装表面上，而电动马达安装在另一个安装表面上，其中电动马达的动力可通过在支撑装置的安装部上延伸的机械连接装置传递到液压泵。

Description

用于工程机械的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于工程机械的驱动装置，并且涉及一种包括该驱动装置的工程机械。该工程机械可以是挖掘机。
背景技术
电动挖掘机是公知的，其包括用于为电动马达提供动力的蓄电装置，该电动马达驱动液压泵，通过该液压泵以致动挖掘机动臂的液压致动器。CN104963375A涉及一种包括电动马达和液压泵的挖掘机。
发明内容
本发明涉及一种用于工程机械的驱动装置。该工程机械可以是挖掘机或任何其他类型的工程机械。挖掘机可以包括底盘和上部结构，该上部结构可枢转地设置在该底盘上。底盘包括一条或多条履带用以挖掘机的运动，即：使挖掘机向前、向后和/或向侧面移动。工程机械(例如挖掘机的上部结构)可包括具有多个臂的动臂，这些臂可通过液压致动器相对于彼此移动。液压致动器可以是工程机械的液压回路的一部分。
本发明的驱动装置包括液压泵，该液压泵通过液压回路为工程机械的作业设备和/或运动提供动力。根据一个实施例，该液压泵适用于为上述液压回路提供动力，该液压回路包括多个液压致动器，用于移动工程机械动臂的多个臂。附加地或可替代地，液压泵可被构造成为另一液压回路提供动力，通过该另一液压回路，用于使挖掘机运动的装置(例如履带)将被驱动。此外，驱动装置包括用于驱动液压泵的电动马达。该电动马达例如被配置为表现出适合驱动该液压泵的输出扭矩/功率。电动马达可以是同步电动马达或异步电动马达。根据一个实施例，驱动装置仅包括一个用于驱动液压泵的电动马达，这意味着液压泵不由任何其他动力源驱动，特别是不由内燃机驱动。电动马达由蓄电单元提供动力，该蓄电单元包括多个电池组，其中每个电池组包括多个电池单元。每个电池组可以被配置为在大约100V的额定电压下提供数百安培(例如200安培)的电流。特别地，工程机械(例如挖掘机)可以是其动力源仅包括蓄电装置、特别是不包括内燃机的纯电动挖掘机。
此外，驱动装置包括适于将该驱动装置安装到工程机械上的支撑装置。支撑装置可以由多个部件制成，该多个部件可以通过材料粘结(例如焊接和/或螺栓/螺钉)彼此连接、或者可以彼此形成整体。支撑装置可以由钢制成。支撑装置包括板状安装部，该板状安装部具有两个相对的安装表面。优选地，安装表面彼此平行。根据本发明的板状部分可以是这样的部分，其在两个互相垂直的方向上具有延伸，该延伸明显大于该部分在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的延伸。
在根据本发明的驱动装置中，液压泵被安装到安装表面之一，而电动马达被安装到支撑装置的安装部的另一个安装表面。换句话说，液压泵和电动马达安装在驱动装置的安装部的相对侧。此外，驱动装置包括连接装置，该连接装置延伸穿过支撑装置的安装部，与电动马达和液压泵连接，用于将电动马达的动力传递到液压泵。实际上，连接装置在安装部上延伸意味着它在板状安装部的厚度方向上延伸。
根据本发明的驱动装置是紧凑的，因为液压泵和电动马达都安装在支撑装置的同一部分上。此外，驱动装置确保电动马达和液压泵相对于彼此紧密地定位，从而使部件之间的位置位移最小，该位移是例如由于仅在部件之一上施加干扰而导致的。因此，本发明的驱动装置确保了电动马达和液压泵的轴的最佳对准。因此，根据本发明的驱动装置易于组装并且需要的维护工作很少。
根据一个实施例，连接装置(电动机的动力可通过该连接装置传输到液压泵)被形成为机械连接装置，优选地形成为刚性联接。为了提供刚性联接，电动马达的轴可以抗扭矩的方式连接到液压泵的轴。两个轴在其端部之一上可以具有凸缘，其中凸缘可以通过一个或多个螺栓和/或螺钉彼此抗扭矩地连接。然而，也可以想到，轴通过焊接或以任意其他方式连接以提供刚性联接。根据本发明的刚性联接必须不同于弹性联接，弹性联接是指借助于弹性部件在两个部件之间传递扭矩，从而允许部件在预定使用期间相对于彼此相对运动。由于以下事实：当液压泵和电动马达都安装在支撑装置的安装部上时，这两个部件彼此相对对准，因此，根据本发明的驱动装置允许使用机械联接(最好是刚性联接)，以有效和可靠的方式在电动马达和液压泵之间传递高扭矩。
根据一个实施例，支撑装置包括用于将驱动装置固定到工程机械的水平板状基部。当将驱动装置以预定方式附接到工程机械上时，该板状基部可以水平地定向。此外，当将驱动装置以期望的方式附接到工程机械时，安装部可以垂直地设置在该基部上。换句话说，板状安装部可以垂直地设置在水平基部上。两个部件可以(例如通过焊接)彼此牢固地结合。该实施例提供了一种具有低复杂度和高机械稳定性的驱动装置。同时，它允许以低成本和紧凑设计进行布置。当驱动装置以期望的方式安装到工程机械上时，驱动装置的垂直方向可以对应于工程机械的垂直方向。驱动装置的长度方向可以平行于液压泵和/或电动马达的轴向和/或正交于该垂直方向。驱动装置的深度方向可以正交于该垂直方向和长度方向。
根据一个实施例，驱动装置进一步包括阻尼装置，该阻尼装置设置在支撑装置处，用于经由该阻尼装置将驱动装置安装至工程机械。阻尼装置可以设置在上述基部与安装有驱动装置的工程机械之间。阻尼装置可以是机械的和/或液压的阻尼装置。例如。阻尼装置可包括一个或多个液压阻尼缸和/或一个或多个橡胶垫。阻尼装置由于可减缓通过工程机械施加在驱动装置上的冲击，从而使施加在液压泵和电动马达上的负载最小化，因此可提高操作安全性。
根据一个实施例，驱动装置的支撑装置包括马达支撑件，该马达支撑件与支撑装置可拆卸地设置。例如，该马达支撑件可以通过一个或多个螺栓和/或螺钉安装到支撑装置的基部。替代地，也可以想到的是，以不可拆卸的方式提供该电动马达支撑件，例如将其通过材料粘结(例如焊接)到支撑装置上。马达支撑件被构造成支撑该电动马达，即电动马达的端部背向安装部。在该实施例中，相对较重的电动马达被支撑在两个相对的侧面，从而最小化了由电动马达施加到支撑装置的安装部上的负载。因此，该实施例提供了具有高机械稳定性的驱动装置。
根据一个实施例，驱动装置进一步包括用于控制电动马达和/或液压泵的控制器。该控制器可以通过电缆(例如高压电缆)连接到电动马达以为其提供电流能量。控制器由安装在支撑装置上的控制器支撑件支撑。可以设想的是，控制器支撑件可以从该支撑装置上拆卸下来，但也可以以不可拆卸的方式来布置。通过将控制器安装到支撑装置，控制器与电动马达和/或液压泵之间的位置关系将被固定。因此，施加在将控制器与电动马达和/或液压泵连接起来的电缆上的应力将被最小化。
根据一个实施例，控制器支撑件安装到其上安装有液压泵的安装部的安装表面上，用于在驱动装置的垂直方向上将控制器定位在液压泵上方。通过将控制支撑件安装到安装部，控制器和电动马达和/或液压泵之间的位置关系以特别有效的方式固定，因为这两个部件也都安装到该安装部。此外，将控制器设置在液压泵上方允许最佳利用空间，因为液压泵的尺寸通常小于相对较大的电动马达。因此，该实施例允许驱动装置非常紧凑并且需要很少的维护工作。
控制器支撑件具有两个相对的侧部以及一个顶部，形成一容纳空间，控制器位于其中。控制器可以安装到顶部的底面和/或一个或两个相对侧部之间(insight)。在该实施例中，由于侧部和顶部保护了该控制器，因此驱动装置紧凑并且具有较高的操作安全性。替代地或附加地，控制器支撑件呈现为基本L形的构造，其中第一支腿安装到安装部、第二支腿在液压泵上方延伸。控制器可以设置在第二支腿处，优选设置在背离液压泵的一侧。后者的这一实施例提供了很高的机械稳定性和对控制器的良好可访问性。
本发明还涉及一种工程机械，该工程机械包括根据上述实施例之一的驱动装置。该工程机械可以是具有上述构造的挖掘机。
附图说明
图1以侧视图示出了根据本发明一实施例的用于工程机械的驱动装置；
图2以透视图示出了图1的驱动装置；
图3以分解图示出了图1和2的布置；
图4以侧视图示出了根据另一实施例的用于工程机械的驱动装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一实施例的用于工程机械的驱动装置1。在本实施例中，工程机械是包括底盘和相对于底盘可枢转的上部结构的挖掘机。在该挖掘机的上部结构上，设置有驾驶室和在其远端具有作业设备的动臂。挖掘机可以是纯电动挖掘机，这意味着挖掘机的运动、动臂的致动以及底盘与上部结构之间的回转驱动的致动仅由电能驱动。用于为这些设备供电的电能可以存储在挖掘机上部结构的顶部的多个电池模块中，其中，这些电池模块可以用作挖掘机的配重。挖掘机包括一个或多个电动马达，用于为设置在挖掘机底盘上的履带提供动力，以使挖掘机向后、向前和向侧移动。此外，挖掘机包括用于为挖掘机的回转驱动提供动力的附加电动马达。
在图1至图3中示出的驱动装置1可被安装至挖掘机的上部结构。本实施例的驱动装置1包括液压泵2，该液压泵2用于通过液压回路为挖掘机的动臂的多个液压缸提供动力。具体地，挖掘机包括具有多个臂的动臂，该多个臂通过液压缸相对于彼此可移动。液压缸是液压回路的一部分，其由本实施例的驱动装置1的液压泵2提供动力。此外，驱动装置1包括电动马达3，该电动马达3由挖掘机的电池模块的电能驱动。如图3所示，电动马达3呈现出具有侧面4和正面5的大致圆筒形状。电动马达3的轴6相对于侧面4对称地定位，并且可以通过正面5来接近。此外，电动马达3还具有背面7，该背面7平行于正面5设置。在侧面3的顶部，设有具有连接端口的动力连接单元8。经由该动力连接单元8，电动马达3的电力可以经由电缆(例如高压电缆)提供。
此外，驱动装置1包括用于将驱动装置1安装到工程机械上，即安装到挖掘机的上部结构上的支撑装置9。如图3所示，支撑装置9包括板状基部10，当将驱动装置1以预定的方式安装在挖掘机的上部结构上时，板状基部10水平地定向。该基部10呈现出大致矩形，例如方形。驱动装置1还包括阻尼装置，该阻尼装置具有四个独立的阻尼单元11.1、11.2、11.3、11.4，其设置在基部10的拐角处并且位于基部9和挖掘机的上部结构之间，以吸收施加在驱动装置1上的垂直冲击。在本实施例中，阻尼单元被配置为阻尼垫，例如橡胶垫。
支撑装置9包括板状安装部12，该板状安装部12垂直地设置在水平基部10上。安装部12包括基本矩形的基座，该基本矩形的基座沿垂直方向V汇合至大致半圆的形状中。位于安装部12的中心包括有通孔13，该通孔13的直径基本等于安装部在其深度延伸方向T中的宽度的一半。安装部12设置在基部10的中部，并且基本平行于其两个侧面延伸。
此外，支撑装置9包括两个加强部14.1、14.2，它们基本上彼此相同地形成。加强部14.1、14.2均由具有矩形部的板状元件形成，其中在该矩形部的两端设置有三角指件。如图3所示，加强部14.1和14.2设置在安装部12的相对侧上以竖立，基本垂直于安装部12延伸并与安装部12的基座部分接合。加强部14.1的三角指件朝向加强部14.2的三角指件，反之亦然。利用这些三角指件，增加加强部14.1、14.2和基部10之间的表面接触，同时提供了良好的可访问性。设置加强部14.1、14.2用于加强安装部12，特别是用于加强基部10和安装部12之间的位置关系。每个基部10、安装部12和每个加强部14.1、14.2分别由单个板状钢部件整体形成。此外，这些部件通过材料粘结(优选地通过焊接)彼此连接。
安装部12包括彼此平行设置的第一安装表面15和第二安装表面16。如图1和图2所示，液压泵2安装在安装部12的第一安装面15上。此外，电动马达3安装在安装部12的第二安装面16上。具体地，电动马达3的正面5与安装部12的第二安装表面16接合，使得电动马达3的轴6可通过形成在安装部12中的通孔13进入。类似地，液压泵2安装至安装部12的第一安装表面15，使得泵的轴可通过安装部12的通孔13进入。更准确地说，电动马达3和液压泵2安装到安装部12，以电动马达3的轴6和液压泵2的轴彼此对准的方式使得电动马达3和液压泵2穿过通孔13与机械连接装置(例如抗扭矩刚性联接)连接。为了固定电动马达3与液压泵2相对于彼此的位置关系，该两个部件都通过多个螺栓和/或螺钉安装到安装部分12上，这些螺栓和/或螺钉围绕相应的部件2、3的圆周定位。
此外，如图3所示，基部10在设置在安装部12的第一安装面15侧的阻尼单元11.1、11.2之间具有切口17，以提高对液压泵2的可访问性。另一方面，基部10具有突出部18，该突出部18位于设置在安装部12的第二安装面16侧的阻尼单元11.3和11.4之间。在基部10的突出部18上，电动马达支撑件19通过螺栓和/或螺钉可拆卸地安装。马达支撑件19还通过多个销与电动马达3的背面7接合，以支撑电动马达的背端并使得施加在电动马达的正面5与安装部12的第二安装表面16之间的连接上的力矩减小。此外，如图2所示，电动马达3以如下方式连接到支撑装置9：动力连接单元8设置在电动马达3的顶部上以背离支撑装置9的基部10。
此外，驱动装置1包括用于控制电动马达3的控制器20。特别地，该控制器20包括至少一个连接端口21，控制器20经由该至少一个连接端口21通过电缆(例如高压电缆)连接至电动马达3的动力连接单元8。在本实施例中，控制器20沿驱动装置1的垂直方向V设置在液压泵2上方。特别地，控制器20延伸不跨过电动马达3。支撑装置9包括控制器支撑件22，控制器20经由该控制器支撑件22固定地安装在支撑装置9的安装部12的第一安装表面15上。具体地，控制器支撑件22包括两个间隔开的侧部23.1、23.2，它们通过前部24和顶部25彼此连接。该前部24与安装部12的第一安装表面15接合，并且前部24具有切口，以避免与通孔13干涉。同样，顶部25在中央具有切口。控制器20被容纳在由控制器支撑件22的两个侧部23.1、23.2，前部24和顶部25形成的空间中。具体地，如图1和图2所示，控制器20设置在顶部25的下方，其中顶部25中的切口为控制器20提供了良好的可访问性。此外，如图1和图2所示，控制器20的连接端口21朝向电动马达3的动力连接单元8定向，以使它们之间的距离最小。由于电动马达3和控制器20均安装在支撑装置9的安装部12上，因此这两个部件之间的位置关系相对固定。因此，施加在控制器20和动力连接单元8之间的电缆上的应力被最小化。
图4示出了根据本发明的另一实施例的驱动装置100。根据该另一实施例的驱动装置100对应于结合图1至图3描述的实施例的驱动装置1。除了以下描述的差异之外，其他方面与图1至3相同。在图4的实施例中，控制器支撑件220以不同的方式形成。具体地，控制器支撑件220呈现出大致L形的形状，其第一支腿221安装到安装部12的第一安装表面15，第二支腿222远离安装部12并且在液压泵2上方延伸。在第二支腿222的顶部上，即在支腿222的背离液压泵2的那一侧上，设置有控制器20。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的驱动装置(1)，优选地用于挖掘机，所述驱动装置(1)包括：
液压泵(2)，用于通过液压回路为工程机械的作业设备和/或运动提供动力；
用于驱动所述液压泵(2)的电动马达(3)；以及
用于将所述驱动装置(1)安装到工程机械上的支撑装置(9)，所述支撑装置(9)包括具有两个相对的安装表面(15、16)的板状安装部(12)；
其中，所述液压泵(2)安装到其中一个安装表面(15)，所述电动马达(3)安装到另一个安装表面(16)，并且所述电动马达(3)的动力通过在所述支撑装置(9)的安装部(12)上延伸的连接装置传递到所述液压泵(2)。
2.根据权利要求1所述的驱动装置(1)，其中，所述连接装置被配置为机械连接装置，优选地为刚性联接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，所述支撑装置(9)包括用于将所述驱动装置(1)固定到工程机械上的水平板状基部(10)，其中，所述安装部(12)垂直地设置在所述基部(10)上并与所述基部(10)材料粘结。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，进一步包括设置在所述支撑装置(9)上的阻尼装置(11.1、11.2、11.3、11.4)，用于通过所述阻尼装置(11.1、11.2、11.3、11.4)将所述驱动装置(1)安装到所述工程机械。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，所述支撑装置(9)进一步包括马达支撑件(19)，以支撑所述电动马达(3)的端部(7)背离安装部(12)，所述马达支撑件(19)优选地能够从所述支撑装置(9)拆卸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，进一步包括用于控制所述电动马达(3)和/或所述液压泵(2)的控制器(20)，其中，所述支撑装置(9)包括控制器支撑件(22、220)以支撑所述控制器(20)，所述控制器支撑件(22、220)优选地能够从支撑装置(9)拆卸。
7.根据权利要求6所述的驱动装置(1)，其中，所述控制器支撑件(20、220)被安装到安装有所述液压泵(2)的安装部(12)的安装表面(15)，以将所述控制器(20)定位在所述液压泵(2)上方。
8.根据权利要求7所述的驱动装置(1)，其中，所述控制器支撑件(22)具有两个相对的侧部(23.1、23.2)和顶部(25)，所述侧部(23.1、23.2)和顶部(25)形成用于容纳所述控制器(20)的容纳空间。
9.根据权利要求7所述的驱动装置(1)，其中，所述控制器支撑件(220)呈现出基本L形的构造，其第一支腿(221)安装至所述安装部(12)并且第二支腿(222)在所述液压泵(2)上方延伸，所述控制器(20)设置在所述第二支腿(222)上，优选地设置在背离所述液压泵(2)的一侧。
10.一种工程机械，优选为挖掘机，包括根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)。
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