CN115380002A

CN115380002A - 用于工具的旋转器

Info

Publication number: CN115380002A
Application number: CN202180025900.XA
Authority: CN
Inventors: 约阿基姆·哈尔
Original assignee: Intex Ator Rotator Systems AG
Current assignee: Intex Ator Rotator Systems AG
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2022-11-22
Also published as: EP4132876A4; EP4132876A1; WO2021206608A1; CA3172256A1; BR112022020057A2; US20230138156A1

Abstract

本公开涉及一种用于工具(200)的旋转器(100)。旋转器(100)包括定子(102)；可旋转地布置在定子(102)内的转子(104)。转子(104)包括径向轴承(122)，径向轴承(122)具有在旋转器(100)内的第一轴向延伸距离(a1)。旋转器(100)包括沿径向布置在转子(104)外侧的独立轴承(112)，且独立轴承(112)被构造为承载旋转器(100)的外部载荷；旋转器还包括在转子(102)内部的电旋转接头(108)和/或角度仪(116)，且电旋转接头(108)和/或角度仪(116)至少部分地在旋转器(100)中的第一轴向延伸距离(a1)内沿轴向延伸。从而提供了一种紧凑的旋转器设计。

Description

用于工具的旋转器

技术领域

本发明涉及一种用于工具，例如悬臂承载的工具的旋转器。

背景技术

可以在起重臂末端和悬臂承载的工具之间布置旋转器，使得工具可以相对于起重臂末端旋转。工具的一个示例可以是抓钩，而悬臂承载的工具的另一个非限制性示例是用于采伐树木的收割机。起重机系统一般包括通过起重臂接头彼此连接的两个或三个起重臂部件。

旋转器有多种不同的类型，最常见的类型是电动和液压旋转器。第一种类型是电动的，而后一种类型是由液压流体驱动的。除林业外，旋转器在世界各地都有使用，例如在港口和废料场的一般货物装卸和材料装卸。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种技术方案，其减轻或解决传统技术方案的缺点和问题。

本发明实施例的另一个目的是提供一种旋转器，该旋转器在其轴向方向上具有紧凑设计。

上述和进一步的目的依据独立权利要求的主题所解决。本发明的其他有利实施例可以在从属权利要求中找到。

根据本发明的第一方面，上述和其他目的通过一种用于工具的旋转器来实现，该旋转器包括：

定子；

转子，其可旋转地布置在定子内部，该转子包括径向轴承，该径向轴承具有在旋转器内的第一轴向延伸距离；

独立轴承，其沿径向布置在转子外部，独立轴承被构造成承载转子的外部载荷；和

电旋转接头和/或角度仪，其布置在转子内部，其中该电旋转接头和/或角度仪至少部分地在旋转器中的第一轴向延伸距离内沿轴向延伸。

因此，旋转器可以包括电旋转接头、角度仪或电旋转接头和角度仪。

电旋转接头和/或角度仪至少部分地在第一轴向延伸距离中轴向延伸可以理解为，该电旋转接头和/或角度仪具有至少一个在第一轴向延伸距离内延伸的部分/段，但可以具有另一个不延伸至或不在第一轴向延伸距离内延伸的另一部分/段。

工具可以是悬臂承载的工具。

在实施例中，旋转器是液压旋转器。

旋转器具有沿其轴向方向的延伸部和沿其径向方向的延伸部。其轴向可以与转子的旋转轴线平行或相同。

独立轴承可以是与转子的轴承分开的轴承。独立轴承被构造为承载转子的外部载荷，即独立轴承可承载由工具和工具所保持的物体产生的载荷、由工具和工具所保持的物体运动产生的动力，例如由与旋转器相连的起重机的运动所产生的动力。

根据第一方面的旋转器的优点在于该旋转器在其轴向延伸方向上可以被设计地紧凑。因此，该旋转器具有较低的建筑高度。这意味着与具有较高建筑高度的旋转器相比，工具及其可能承载的物体可以被提升得更高。

此外，与由转子承载外部负载的旋转器相比，独立轴承意味着旋转器可以承载非常重的外部负载。

此外，由于电旋转接头和/或角度仪设置在旋转器内部，因此所述电旋转接头和/或角度仪可以较好地在，例如机械冲击下受到保护。

在实施例中，电旋转接头和角度仪中的至少一个完全地在第一轴向延伸距离内延伸，即电旋转接头和角度仪中的至少一个不包括在第一轴向延伸距离之外的轴向延伸部分。

在根据第一方面的旋转器的实施中，独立轴承至少部分地在旋转器中的第一轴向延伸距离内轴向延伸。

这种实施方式的优点是可以使旋转器在其轴向延伸方向上更加紧凑。

在根据第一方面的旋转器的一实施方式中，所述旋转器包括：

布置在转子和定子之间的一个或多个液压室，每个液压室具有在旋转器内的第二轴向延伸距离，其中第二轴向延伸距离短于第一轴向延伸距离；并且其中

电旋转接头和/或角度仪至少部分地在旋转器的第二轴向延伸距离内沿轴向延伸。

在本发明的实施例中，第二轴向延伸距离在旋转器中的第一轴向延伸距离内。

一个或多个液压室可以是液压马达的一部分，该液压马达被配置为使定子中的转子旋转。液压马达的示例是液压叶片马达和液压活塞马达。

在根据第一方面的旋转器的实施中，独立轴承至少部分地在旋转器的第二轴向延伸距离内沿轴向延伸。

在根据第一方面的旋转器的一种实施方式中，该旋转器包括：

设置在转子内部的液压旋转接头；并且其中

该液压旋转接头至少部分地在旋转器中的第一轴向延伸距离内沿轴向延伸。

这种实施方式的优点是提供了一种可以被构造为向与旋转器连接的工具供给的液压旋转接头。此外，包括液压旋转接头的旋转器可以在其轴向延伸方向上变得紧凑。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，该液压旋转接头至少部分地在旋转器的第二轴向延伸距离内沿轴向延伸。

在根据第一方面的旋转器的一种实施方式中，该旋转器包括电旋转接头和角度仪；并且其中

角度仪轴向布置在转子内的电子旋转接头的上方。

需注意的是，在这种实施方式中，可以布置一个或多个电缆和/或一个或多个电信号线缆穿过角度仪至电旋转接头。

这种实施方式的优点是，因为电旋转接头被布置为比角度仪距离工具更进，可以更容易地为工具供电。

在根据第一方面的转子的实施方式中，电旋转接头和角度仪在转子内沿着旋转器的旋转轴线彼此轴向对齐。

这种实施方式的优点是旋转器在径向方向上可以变得更小，因为电旋转接头和角度仪的旋转轴线相同。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，电旋转接头和角度仪被布置在转子内部的共同外壳中。

此实施方式的优点是更容易将电旋转接头和角度仪安装在转子中。这也意味着在例如服务或维修时更容易拆卸电旋转接头和角度仪。此外，由于共同外壳的更周密的保护设计，电旋转接头和角度仪可以更好地免受液压流体的影响。共同外壳还提供了一种具有成本效益的解决方案。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，液压旋转接头沿轴向方向布置在转子内部的电旋转接头和/或角度仪的上方。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，液压旋转接头在转子内部沿旋转器的旋转轴线与电旋转接头和/或角度仪彼此轴向对齐。

此实施方式的优点是由于液压旋转接头与电旋转接头和角度仪的旋转轴线相同，旋转器在径向延伸方向上可以做得更小。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，该旋转器包括：

液压管道，其在转子内部从液压旋转接头延伸到布置在旋转器下方的液压联轴器。

液压管道可以径向延伸至在转子内的电旋转接头和/或角度仪的外侧。

此实施方式的优点是可以将电旋转接头和/或角度仪布置在转子的中心，并且旋转器仍然具有较低的建筑高度。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，该旋转器包括：

扭矩传递装置，其沿径向布置在转子的沿轴向延伸至定子外部的部分周围。

此实施方式的优点是扭矩传递装置传递负载，从而减轻定子和转子之间的轴承处的负载。

在根据第一方面的旋转器的实施方式中，转子的该部分在旋转器的下部沿轴向延伸至定子的外部。

本发明的其他方面还涉及一种布置，该布置包括根据本发明实施例的旋转器和悬臂承载的工具。

本发明实施例的进一步应用和优点将通过以下详细描述显而易见。

附图说明

附图旨在阐明和解释本发明的不同实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的旋转器的第一截面图B-B；

图2示出了图1中的旋转器的垂直于第一截面图的第二截面图C-C；

图3示出了第一截面图中的旋转器的放大视图；

图4示出了第二截面图中的旋转器的放大视图；

图5示出了对应第一截面图B-B的旋转器的第一外部视图；

图6示出了对应第二截面图C-C的旋转器的第二外部视图；

图7示出了旋转器的第一立体图；

图8示出了旋转器的第二立体图；和

图9示出了起重臂、旋转器和悬臂承载的工具的布置。

具体实施方式

图9示出了起重臂300和附接至起重臂300的旋转器100的示例，例如通过万向接头/联轴器，也称为卡登(cardan)接头/联轴器。用于采伐树木的收割机作为悬臂承载的工具200附接至旋转器100。抓钩是悬臂承载的工具的另一个非限制性示例。也可以使用其他类型的工具。

工具和可能由工具所保持的物体构成了由旋转器承载的外部负载。非限制性示例是携带原木的收割机，以及抓钩和金属废料。

参考图1和图2，本文公开了根据本发明实施例的用于工具的旋转器100。图1示出沿第一线B-B截取的旋转器100的第一截面图，图2示出沿第二线C-C截取的旋转器100的第二截面图。旋转器100的轴向延伸方向和径向延伸方向如图1所示。

旋转器100包括定子102和可旋转地布置在定子102内部的转子104。如图1所示，转子104包括径向轴承122，其具有在旋转器100内的第一轴向延伸距离a1。旋转器100还包括沿径向布置在转子104外侧的独立轴承112，并且独立轴承112被构造为承载旋转器100的外部载荷。

旋转器100还包括布置在转子104内部的电旋转接头108和/或角度仪116。电旋转接头108和/或角度仪116至少部分地在旋转器100中的第一轴向延伸距离a1内沿轴向延伸。由此，提供了一种紧凑的旋转器，其具有较低的建筑高度，即较低的轴向延伸。

在本文中，电旋转接头108可以被理解为在旋转接口处并通过旋转接口(例如在定子102和转子104之间)提供电力的装置或布置。因此还公开了与电旋转接头108连接的上电缆132和下电缆134。即使在图中仅示出了一个，然而，旋转器可以包括一个或多个上电缆132和一个或多个下电缆134。电缆可以用于电力传输或通信。

因此，上电缆132可以连接至输送电力的电源(未示出)或连接至第一通信设备(未示出)。下电缆134可以连接至工具200中的一个或多个应用(未示出)，该应用可以是消耗电力的或被配置为以一个或多个第二通信设备(未示出)的形式与一个或多个第一通信设备进行电通信(例如通过CAN总线)。这种应用的非限制性示例是处理器、传感器、相机等。

在本文中，角度仪116可以被理解为用于表示或指出转子104和定子102之间的(相对)旋转的设备或布置。如该设备的名字所指，旋转可以以角度表示。旋转或角度的表示可用于许多不同的应用。例如，旋转或角度可用于控制旋转器100本身。另一个示例性应用是用于控制工具200。又一应用是用于控制起重臂300。又一应用是用于控制附接有起重臂的机器或车辆。因此，角度仪116可以与控制装置(未示出)通信耦合。角度仪116和控制装置之间的通信可以根据已知的通信协议使用无线和/或有线通信来执行。例如，可以使用传统的通信总线，例如CAN总线。此外，电旋转接头108可以经由电缆向角度仪116供电。此外，电旋转接头108可以向角度仪116提供一个或多个信号缆线以进行有线通信。

在本发明的实施例中，如图1所示，定子102可包括上定子部102a、下定子部102c和布置在上定子部102a和下定子部102c之间的定子环102b。定子环102b可以包括液压马达例如叶片马达或活塞马达的凸轮曲线。凸轮曲线可限定液压马达的一个或多个液压腔。

此外，设置转子104的径向轴承122是由于转子104必须相对于旋转轴线A和定子102保持原位。如图所示，转子的径向轴承122因此可以包括沿径向与上定子部102a抵接的上径向轴承124和沿径向与下定子部102c抵接的下径向轴承126。

独立轴承112可以具有附接至下连接器150的外环142，下连接器150被构造为附接至工具200。独立轴承112具有附接至上定子部102a的内环144。在外环142和内环144之间设置有滚珠轴承146。独立轴承112因此可以是转盘轴承。

在本发明的实施例中，如图1和图2所示，独立轴承112沿轴向布置在转子104的上径向轴承124和下径向轴承126之间。

在本发明的实施例中，独立轴承112至少部分地在旋转器100中的第一轴向延伸距离a1内沿轴向延伸，使得旋转器100在其轴向方向上的设计更加紧凑。

在本发明的实施例中，旋转器100包括布置在转子102和定子102之间的一个或多个液压室106a、106b、…、106n。图1示出了两个液压室106a、106b。每个液压室106n具有在旋转器100中的第二轴向延伸距离a2，该第二轴向延伸距离a2不同于第一轴向延伸距离a1，并且该第二轴向延伸距离a2小于第一轴向延伸距离a1，即更短。在该实施例中，电旋转接头108和/或角度仪116至少部分地在旋转器100中的第二轴向延伸距离a2内沿轴向延伸。由此，提供了更加紧凑的旋转器设计。

此外，如图1所示，在本发明的实施例中，独立轴承112也至少部分地在旋转器100中的第二轴向延伸距离a2内沿轴向延伸。此外，又如图1所示，独立轴承112可以沿径向布置在一个或多个液压腔106a、106b、……、106n的外侧。通过将独立轴承112沿径向布置在液压室106a、106b、……、106n的外侧，可以提供紧凑的设计。

旋转器100还包括用于将旋转器100附接至起重机臂的附接装置。可以使用已知的许多不同的附接装置，在附图中，使用的附接装置是连接耳152，连接耳152包括可供连接销(未示出)插入的通孔154。旋转器100也可以通过一个或多个连接器附接至起重机臂，例如制动连接器、万向接头/联轴器等。

此外，旋转器100包括用于向工具200的一个或多个液压应用提供液压流体的旋转接头通道128和用于密封以防止液压流体泄漏的密封件/垫圈136。

图3和图4分别示出旋转器100的第一截面图(B-B)和第二截面图(C-C)的放大视图。

参考图3和图4，在本发明的实施例中，旋转器100还包括布置在转子104内部的液压旋转接头114。液压旋转接头114也至少部分地在旋转器100中的第一轴向延伸距离a1内沿轴向延伸。为了本发明的实施例中的更加紧凑的设计，液压旋转接头114至少部分地在旋转器100中的第二轴向延伸距离a2内轴向延伸，因为第二轴向延伸距离a2小于第一轴向延伸距离a1。

在本文中，液压旋转接头114可被理解为一种装置或布置，其被设置为在旋转接口处或通过旋转接口向工具200中的一个或多个液压应用提供液压流体。因此，液压旋转接头114可以具有连接到供给液压流体的液压源的上液压管道(未示出)和连接到工具200中的一个或多个液压应用的下液压管道(参见图1和图4)。通常，旋转器100还包括图中未示出的液压回流管。

还应注意的是，在同一用途中，即在同一旋转器100中，旋转器100可以包括电旋转接头108和角度仪116两者。因此，在本发明的实施例中，如图所示，角度仪116可以沿轴向方向被布置于在转子104内的电旋转接头108的上方。

如图2至图4所示，电旋转接头108和角度仪116可以在转子104内沿旋转器100的旋转轴线A彼此轴向对齐。旋转轴线A可以被看作转子104在定子102内部围绕其旋转的中心轴线。旋转可以沿顺时针和逆时针。

如从图3和图4进一步注意到的，电旋转接头108和角度仪116可以布置在转子104内部的共同外壳130中。共同外壳130可以由金属、塑料或任何其他合适的材料制成。电旋转接头108和角度仪116也可以在共同外壳130内彼此轴向对齐。角度仪116可以完全地被共同外壳130包围在内，而电旋转接头108部分地布置在共同外壳130内。

在图中未示出的实施例中。旋转器100可以包括位于转子104的下侧的开口。该开口可以连接到转子内部的中空结构并且该中空结构可以被布置为容纳包括运行中的电旋转接头108和角度仪116的共同外壳130。因此，为了维护和/或修理电旋转接头108和角度仪116，可以通过开口从转子104取出共同外壳130，然后将其放回。因此，通过此设计，服务和/或维修变得更加容易。

如图所示，在旋转器100包括液压旋转接头114的情况下，该液压旋转接头114可以沿轴向布置于在转子104内的电旋转接头108和/或角度仪116的上方。因此，液压旋转接头114也可以沿旋转器100的旋转轴线A与转子104内的电旋转接头108和/或角度仪116轴向对齐。

此外，参考图4，旋转器100可以包括液压管道118，液压管道118在转子104内部从液压旋转接头114延伸至布置在旋转器100下侧的最靠近工具200处的液压联轴器120。液压联轴器120可被布置为通过一个或多个液压软管(未示出)与液压管道118联接，液压软管向工具200中的一个或多个液压应用提供供给。

参见图3，旋转器100还可以包括扭矩传递装置110，扭矩传递装置110径向布置在转子104的轴向延伸到定子102外部的一部分的周围。扭矩传递装置110传递载荷，使得在定子102和转子104之间的轴承的载荷被减轻。转子104的该部分在旋转器100的下部沿轴向延伸至定子102的外部。

图5和图6分别示出了对应第一截面图(B-B)的旋转器100的第一外观图和对应第二截面图(C-C)的旋转器100的第二外观图。图5和图6清楚地示出了附接装置152、154。

图7和图8分别示出了旋转器100的第一立体图和第二立体图。旋转器100包括用于将工具200附接至旋转器100的附接装置。该附接装置可以是前述的下连接器150，但不限于此。下连接器150可包括用于接收螺栓并由此将工具200附接至旋转器100的接收装置。

图7还示出了用于给液压马达和/或液压旋转接头114进给的液压联轴器160的布置。

最后，应当理解的是，本发明不限于上述实施例，而是涉及并包含在所附独立权利要求的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于工具(200)的旋转器(100)，其特征在于，包含：

定子(102)；

转子(104)，所述转子(104)可旋转地布置在所述定子(102)内部，所述转子(104)包括径向轴承(122)，所述径向轴承(122)具有在所述旋转器(100)内的第一轴向延伸距离(a1)；

独立轴承(112)，所述独立轴承(112)径向布置在所述转子(104)外侧，且所述独立轴承(112)被构造为承载所述旋转器(100)的外部载荷；和

电旋转接头(108)和/或角度仪(116)，所述电旋转接头(108)和/或所述角度仪(116)布置在所述转子(102)内部，且所述电旋转接头(108)和/或所述角度仪(116)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第一轴向延伸距离(a1)内轴向延伸。

2.根据权利要求1所述的旋转器(100)，其中

所述独立轴承(112)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第一轴向延伸距离(a1)内轴向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的旋转器(100)，还包括：

布置在所述转子(102)和所述定子(102)之间的一个或多个液压室(106a、106b、……106n)，每个液压室(106n)具有在所述旋转器(100)内的第二轴向延伸距离(a2)，其中所述第二轴向延伸距离(a2)短于所述第一轴向延伸距离(a1)；并且其中

所述电旋转接头(108)和/或所述角度仪(116)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第二轴向延伸距离(a2)内轴向延伸。

4.根据权利要求3所述的旋转器(100)，其中

所述独立轴承(112)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第二轴向延伸距离(a2)内轴向延伸。

5.根据权利要求3或4所述的旋转器(100)，还包括：

所述独立轴承(112)沿径向布置在所述一个或多个液压室(106a、106b、……106n)的外部。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转器(100)，还包括：

设置在所述转子(104)内部的液压旋转接头(114)；并且其中

所述液压旋转接头(114)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第一轴向延伸距离(a1)内轴向延伸。

7.根据引用权利要求3至5中任一项的权利要求6所述的旋转器(100)，其中

所述液压旋转接头(114)至少部分地在所述旋转器(100)中的所述第二轴向延伸距离(a2)内轴向延伸。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转器(100)，包括所述电旋转接头(108)和所述角度仪(116)；并且其中

所述角度仪(116)轴向布置在所述转子(104)内的所述电旋转接头(108)的上方。

9.根据权利要求8所述的旋转器(100)，其中所述电旋转接头(108)和所述角度仪(116)在所述转子(104)内沿着所述旋转器(100)的旋转轴线(A)彼此轴向对齐。

10.根据权利要求8或9所述的旋转器(100)，其中所述电旋转接头(108)和所述角度仪(116)被布置在所述转子(104)内部的共同外壳(130)中。

11.根据引用权利要求6或7的权利要求8至10中的任一项所述的旋转器(100)，其中

所述液压旋转接头(114)轴向布置在所述转子(104)内的所述电旋转接头(108)和/或所述角度计(116)的上方。

12.根据权利要求11所述的旋转器(100)，其中所述液压旋转接头(114)沿所述旋转器(100)的所述旋转轴线(A)与在所述转子(104)内的所述电旋转接头(108)和/或所述角度仪(116)彼此轴向对齐。

13.根据权利要求11或12所述的旋转器(100)，还包括液压管道(118)，所述液压管道(118)在所述转子(104)内部从所述液压旋转接头(114)延伸至布置在所述旋转器(100)下方的液压联轴器(120)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转器(100)，还包括：扭矩传递装置(110)，所述扭矩传递装置(110)径向布置在所述转子(104)的轴向延伸至所述定子(102)外的一部分周围。

15.根据权利要求14所述的旋转器(100)，其中所述转子(104)的所述一部分在所述旋转器(100)的下部轴向延伸至所述定子(102)外。