CN117136154A - 具有测力元件的拖车起落架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有测力元件(10)的起落架。起落架包括外管(20)、内管(30)和传动组件(40)，内管可移动地安装在外管中，传动组件包括由齿轮(41)驱动的至少一个主轴(42)。主轴(42)进给穿过主轴轴承板(21)中的主轴开口(24)，主轴轴承板与外管(20)接触，且紧固到内管(30)的主轴螺母(31)被保持在主轴上。本发明通过提供起落架来解决问题，起落架允许对从起落架传递到地面的力的定量且可再现测量。问题解决在于测力元件(10)安装在支承部件(15、21)上，支承部件设置在主轴(42)和外管(20)之间的力流中。

Description

具有测力元件的拖车起落架

技术领域

本发明涉及一种起落架，该起落架具有根据权利要求1的前序部分中的特征的测力元件。

背景技术

这种起落架通常被附接到半拖车或拖车，特别是在该半拖车或拖车从牵引车辆脱开时将半拖车或拖车支承在地面上。作为结果，半拖车在它的停放位置中维持稳定位置，且能够被牵引车辆接近以再次联接。在其它应用中，起落架被布置在筒仓车辆的后部处，并在开始倾卸过程之前伸出以稳定车辆。

从DE 10 2005 036 139 A1已获知一种包括压力元件和支承负载指示器的起落架，该起落架在伸出延伸起落架时向操作员示出安全位置。该压力元件包括弹簧元件和开关元件，该开关元件呈机械按钮的形式并与该弹簧元件相互作用，弹簧元件被布置在主轴止动环和主轴轴承板之间，该主轴止动环以固定方式布置在主轴上。当起落架伸出时，如果表面稳定，则主轴移动抵靠主轴轴承板，从而弹簧元件变形并且开关元件被致动。开关元件进而连接到显示元件，该显示元件向操作员指示经加载的起落架的存在。然而，已经证明不利的是：弹簧元件在频繁负载改变后不提供可再现的值，因此即使施加力太低也触发开关元件。

此外，支承负载指示器不能用于作出关于由起落架传递的力的任何量化声明。

发明内容

因此，本发明基于提供一种使对从起落架传递到地面的力的定量且可再现测量成为可能的起落架的目的。

根据本发明，通过权利要求1的特征解决该根本目的。通过在支承部件中集成的测力元件，能够确定待脱开的拖车是否安全停放，并且特别是在半拖车的情况下，起落架是否与地面牢固接触。除了这种定性判定外，还有对作用在起落架上的负载进行定量判定。这使得通过记录车轴负载来确定拖车的总重量并由此确定潜在的超载或不均匀负载分布成为可能。

测力元件被理解为一种传感器，该传感器生成与由支承部件的变形而引入的力成比例的信号。例如，这些传感器是压电传感器，这些压电传感器检测电极化的变化，并由此检测当固体物体弹性变形时在这些固体物体上产生电压。替代地，电容传感器也可以用作测力元件。

该测力元件被附接到支承部件，其中将测力元件紧固在支承部件内或支承部件的表面上是优选的。所有紧固位置的共同之处在于：测力元件被连接到支承部件，使得测力元件尽可能精确地检测支承部件的变形，由此力锁定、材料锁定和/或形状锁定连接是合适的，特别是通过精确配合的夹紧或粘接实现的力锁定、材料锁定和/或形状锁定连接。

主轴的止推轴承便利地布置在主轴轴承板的下方。止推轴承围绕主轴，并确保主轴可旋转地被支承，同时在轴向方向上将压力下的主轴支承抵靠主轴轴承板。然而，主轴通过主轴轴承板中的主轴开口沿径向被支承。

根据一个特别有用的实施例，至少当主轴在加载状态下时，止推轴承通过止推轴承的上轴承部被支承在支承部件的底面上。止推轴承的上轴承部由此至少在负载下相对于支承部件以静止方式布置。

根据第一优选实施例，支承部件是主轴轴承板。替代地，支承部件也可以是测量板，该测量板被布置在止推轴承的上轴承部和主轴轴承板之间。测量板例如成形为测量环，该测量环同轴地围绕主轴。

测量板优选地相对于外管以旋转固定的方式安装。这产生如下优点：能够以固定的方式铺设连接电缆。

测量板特别地能够具有凹状或桥状形状，所述凹状或桥状形状具有外部支承部和悬臂部，所述外部支承部面对主轴轴承板，所述悬臂部被布置在外部支承部之间。由于这种形状，在悬臂部的区域中始终有用于主轴轴承板的自由安装空间，例如，能够以特别受保护的方式将测力元件插入其中。此外，测量板的凹状或桥状形状确保在从止推轴承引入力(这在悬臂部上对中地引入轴向指向的力)时测量板在悬臂部的区域中具有更大的变形，从而允许相对大的变形并由此允许更准确的力测量。

止推轴承能够(特别地通过它的下轴承部)搁置在被牢固连接到主轴的主轴止动环上。下轴承部因此相对于支承部件可旋转地布置，且相对于主轴静止。当主轴被加载时，支承部件从下方压靠下轴承部，并将具有上轴承部的止推轴承推动抵靠支承部件，作为所引入的负载的结果，支承部件变形。

测力元件至少部分地在它的突出表面中便利地布置在止推轴承的上方。在该区域中，负载经由止推轴承被引入到支承部件中，并且能够由测力元件测量的变形在它的最大值，从而能够特别精确且可再现确定所引入的力。

根据本发明的又一实施例，测力元件便利地呈销形，且在没有游隙的情况下或者在预应力下插入到支承部件的互补形状的凹部中。

销形测力元件是测量销钉的实施例特别有用。测量销钉被理解为意指一种在横向方向上对力敏感的传感器，该传感器通常设计成具有圆柱形形状，并总是在精确配合的情况下和/或在预应力下插入到待测量部件中的互补形状的测量销钉孔中，或至少在期望操作负载存在时插入。测量销钉的预张紧例如借助于被集成到测量销钉中的夹紧装置来实现。

优选地，凹部是在支承部件中形成的测量销钉孔，将测量销钉插入到该测量销钉孔中。测量销钉孔的直径通常为6.00mm至10.00mm，特别优选地是8mm。

例如，测量销钉孔可以与支承部件中的主轴径向对准。测量销钉孔还优选地正交于外管的相邻壁布置，由此，测量销钉孔的长度尽可能小且因此对支承部件的材料的削弱尽可能小。

方便地，测量销钉孔在轴向方向上至少部分偏移地通过轴向轴承。这使得将测量销钉在止推轴承的上方放置在最大施力的区域中成为可能。

该测量销钉孔便利地成形为盲孔，并且将测量销钉插入到该盲孔的最深部分中。这导致对于测量销钉而言特别受保护的安装位置。

根据又一替代实施例，测力元件是应变计应用。应变计应用用于记录支承部件的拉伸和压缩变形。即使变形很小，应变计应用也改变它的电阻，并且应变计应用被用作应变传感器。通常，应变计应用被粘附到在负载下变形最小的支承部件。应变计应用在负载下的变形(伸长)于是导致应变计应用的电阻的变化。

优选将应变计应用附接到支承部件的上表面和/或底面。这导致如下优点：一方面不必执行通过钻孔或铣削来削弱支承部件，并且另一方面，在支承部件的上表面和底面上存在最大扩张或压缩，并且作为结果，能够实现特别精确且可再现的测量值。

测力元件有利地是被布置在测量板和主轴轴承板之间的压力传感器。压力传感器属于压力测量装置组，作为测量链中的第一环节，压力测量装置组将压力的物理量(单位面积的力)转换成电输出量作为压力的测量值。压阻式或压电式、电容式或感应式压力传感器以及带有霍尔元件的压力传感器特别适用。

本发明的一个特别有用的实施例可以规定：将压力传感器布置在凹状或桥状测量板的悬臂部上，使得经由压力传感器向主轴轴承板发生力分流。这具有如下优点：压力传感器不必传递起落架的全部动力流，因此在很大程度上保护免于过载。要传递的力谱也很小，从而能够使用具有较窄测量范围的压力传感器，这进而提供更精确的测量值。

附图说明

为了更好理解，下面将使用9个附图来对本发明进行更详细地解释，这些附图中，

图1：示出剖过根据第一实施例的起落架的纵剖图，其中在主轴轴承板中具有销形测力元件；

图2：示出根据图1的起落架在截面CC中剖过的剖视图；

图3：示出图2中的细节X的放大剖面图；

图4：示出剖过根据第二实施例的起落架的上部的纵剖图，其中在主轴轴承板中具有销形测力元件；

图5：示出剖过示意地图示的起落架的纵剖图，其中在主轴轴承板上具有应变计应用作为测力元件；

图6：示出剖过示意地图示的起落架的纵剖面，其中在测量板中具有销形测力元件；

图7：示出剖过示意地图示的起落架的纵剖图，其中在测量板上具有应变计应用作为测力元件；

图8：示出剖过示意地图示的起落架的纵剖图，其中插入凹状或桥状测量板和测力元件；以及

图9：示出剖过示意地图示的起落架的纵剖图，该起落架具有凹状或桥状测量板和被布置在悬臂部和主轴轴承板之间的压力传感器。

具体实施方式

图1示出起落架的纵剖图，该起落架具有呈方形轮廓的形式的外管20和轴向导向的内管30。由于外管20和内管30的互补轮廓形状，该内管30在周向方向上以旋转固定的方式被保持在外管20中。

为了将起落架紧固到车辆，安装凸缘板28在外管20的两侧上突出，在该安装凸缘板28中以离散的间隔制作安装孔29。内管30在它的下端处承载支承脚32，当内管30伸出时，该起落架通过该支承脚32站立在地面上。

在外管20中存在传动组件40，该传动组件40具有主轴42和齿轮41，该主轴42能够相对于外管20旋转地安装，该齿轮41在上端部处以旋转固定的方式连接到主轴42。该传动组件40特别地通过图4中所示的齿轮组49和传动输入轴47旋转。通过旋转主轴42，牢固插入到内管30的上部33中的主轴螺母31取决于旋转的方向而向下或向上移动。当主轴螺母31向下移动时，它将内管30和附接到内管30的支承脚32压向地面，并且起落架伸出。当主轴螺母31向上移动时，它将内管30与支承脚32一起提升，并且起落架缩回。

主轴42穿过被布置在齿轮41的下方的主轴轴承板21，该主轴轴承板21形成有主轴开口24，该主轴开口24的内径被选定为仅略大于主轴42的外径。借助于主轴轴承板21和主轴开口24，主轴42在它的径向方向上被支承。主轴轴承板21在至少三侧上优选地在四侧上牢固地连接到外管20的内壁。主轴轴承板21基本正交于外管20的延伸部对准。主轴42和主轴轴承板21中的关联主轴开口24对中地容纳在外管20中。

止推轴承43在主轴轴承板21的下方滑动到主轴42上，该止推轴承43进而与主轴止动环46相邻。一旦支承脚32站立在地面上，主轴止动环46就将止推轴承43向上推，直到止推轴承43与主轴轴承板21的底面23接触为止。

凹部25特别是测量销钉孔25插入到主轴轴承板21中，该凹部25横向于主轴42对准，并且凹部25还在它的背离主轴42的一端处延伸穿过外管20。在图2(作为根据图1的截面CC的视图)中和图3中的放大视图中的同类型起落架中，能够特别好地看到凹部25。在该示范实施例中，凹部25被设计为盲孔26，该盲孔26的最深部分27紧靠于主轴开口24被布置在主轴轴承板21中。在该示范实施例中，凹部25平行于安装凸缘板28行进，因此在起落架被安装在车辆上的情况下，该凹部25与行驶的方向一致或相反地对准。

销形测力元件10(特别呈测量销钉11的形式)以固定方式插入到凹部25中，并相对于主轴轴承板21被夹持在测量销钉孔25内。测量销钉11的作为示例被示出的位置在最深部分27的区域中，且由此在止推轴承43的上方的突出表面中。当内管30相对于外管20伸出并且支承脚32站立在地面上时，力从支承脚32经由内管30、主轴螺母31、主轴42以及止推轴承43流入到主轴轴承板21中。由于主轴轴承板21在它的边缘区域处非形锁连接到外管20，因此在主轴轴承板21的在止推轴承43的上方的区域中发生相对最大的变形，由此能够借助于测量销钉11对该变形进行最精确的测量，该测量的测量值能够被归为对应的支承负载。

作为一个示例被布置在主轴轴承板21内的测量销钉孔25在外管20中也以对准的延伸部延续。将过渡联接器13插入到测量销钉孔25的开口端中，借助该过渡联接器13，测量销钉孔25对外部封闭，并且仅连接电缆14穿过过渡联接器13从测量销钉孔25引出。经由连接电缆14，测量销钉11电连接到车辆的机载网络(这里未示出)，由此对测量销钉11供应电能。此外，测量销钉11经由连接电缆14对车辆提供测力信号。

图4示出一个替代实施例，其中测量销钉孔25被布置成在主轴轴承板21和外管20中偏移90°，并在安装凸缘板28之间在背面穿透过外管20。

为了伸出或缩回，起落架具有传动输入轴47，特别是曲柄(未示出)能够以旋转固定的方式与该传动输入轴47连接。借助于该曲柄，操作员能够将传动输入轴47设定为转动，由此，具有支承脚32的内管30取决于旋转的方向而伸出或缩回。在图4的图示中，内管30相对于外管20在缩回位置中。

传动输入轴47将扭矩传递给齿轮组49，齿轮组49与传动组件40的齿轮41啮合，并还与传动输出轴48接合。传动输入轴47和传动输出轴48彼此平行地轴向对准。凹部25或测量销钉孔25也平行于传动输入轴47及传动输出轴48行进。

主轴42的止推轴承43由两部分构成，且包括上轴承部44，该上轴承部44被布置成与主轴轴承板21的底面23相邻。当内管30缩回到外管20中时，由于内管30和支承脚32的自重，在上轴承部44和主轴轴承板21的底面23之间可能形成间隙，这是因为在这种收缩位置中，主轴42借助于它的固定螺栓42a以悬挂方式被支承在主轴轴承板21的上表面22上。

在内管30伸出并且支承脚32搁置在地面上的情况下，主轴42被向上推动，并且牢固地形成在主轴42上的主轴止动环46抵靠止推轴承43的下轴承部45。借助于止推轴承43，将力传递到上轴承部44，上轴承部44被压靠主轴轴承板21的底面23并搁置抵靠底面23。

同时，即使当起落架在压力下时，止推轴承43仍允许主轴42进一步旋转。

朝向主轴42径向行进的测量销钉孔25被对准并定尺寸成使得：被夹持在测量销钉孔25中的测量销钉11被布置在止推轴承43的上方，由此尽可能靠近从主轴42传递到主轴轴承板21的力的施力点。

图5示出一个替代实施例，其中测力元件10呈应变计应用12的形式。应变计应用12被施加到主轴轴承板21的上表面22，并与被布置在下面的止推轴承43至少部分地重叠，当支承脚32站立在地面上时，在箭头的方向上的压缩力经由止推轴承43被传递到主轴轴承板21。作为结果，主轴轴承板21的大部分变形发生在应变计应用12的区域中，这使得特别精确的力测量变得可能。

应变计应用12能够借助于连接电缆14连接到车辆的能量和数据系统。

图6示出又一示范实施例，其中将测量板15插入在主轴42的止推轴承43和被附接到外管20的主轴轴承板21之间。测量板15设有中心孔，该中心孔用于接纳主轴42，并被设计成具有封闭的环形。当起落架伸出并加载时，测量板15经受来自在箭头的方向上向上移动的主轴42的压缩力，该压缩力经由主轴止动环46和止推轴承43将测量板15压靠主轴轴承板22的底面23。主轴轴承板22确保将力传递到外管20并从外管20经由安装凸缘板28(见图1)传递到车辆。

测量板15具有凹部25特别是测量销钉孔25，在测量销钉孔25中插入销形测力元件10特别是测量销钉11作为测力元件10。凹部25与主轴42径向对准，并且销形测力元件10特别是测量销钉11位于主轴42的止推轴承43的上方，当起落架被加载时，止推轴承43将力传递到测量板15中。

为了防止测量板15与主轴42一起旋转，测量板15经由测量板保持器16以旋转固定的方式连接到主轴轴承板21。作为结果，测量板15相对于外管20以旋转固定的方式被保持，并且连接电缆14能够在没有可移动电缆的情况下在预定位置处从外管20被引出。

图7示出具有测量板15的又一示范实施例，该测量板15设有应变计应用12。测量板15被设计成具有凹状或桥状形状，并且在负载的情况下，测量板15仅在它的侧向边缘区域中借助于支承部17被支承在主轴轴承板21的底面23上。位于支承部17之间的悬臂部18始终被布置在距主轴轴承板21的底面23一个距离处(与止推轴承43上的负载无关)，并承载应变计应用12，且由于该安装位置，该应变计应用12不会与主轴轴承板21碰撞。

也可行的是将具有测力元件10的测量板15设计为特别薄构造的测量膜。这里，测量板15也位于止推轴承43和外管20之间的力流中，以便能够测量那里的任何力。

图8示出测量板15呈凹状或桥状形状的又一示范实施例，测量板15的上升支承部17相对于被布置在它们之间的悬臂部18而言在主轴轴承板21的方向上突出。朝向主轴42径向渐缩的凹部25被形成在测量板15特别是测量销钉孔25中，在测量销钉孔25中插入有销形测力元件10特别是测量销钉11。测力元件10位于测量板15的悬臂部18的区域中，与支承部17相比，悬臂部18在起落架被加载时经受较大的可逆变形，并使得特别精确的测量成为可能。

图9示出带有同样的凹状或桥状测量板15的根据一个替代实施例的根据本发明的起落架。然而，压力传感器19被用作测力元件10，测力元件10被布置在悬臂部18的与主轴轴承板21面对的一侧。压力传感器19在它的上侧与测量板15的支承部17闭合，并且当起落架被加载时，压力传感器19与支承部17一起搁置在主轴轴承板21的底面23上，从而存在力分流，并且压力传感器19被施加有从止推轴承43传递到主轴轴承板21的总力的仅一部分。

附图标记列表

10测力元件

11销形测力元件、测量销钉

12 应变计应用

13 过渡联接器

14 连接电缆

15 测量板

16 测量板保持器

17 测量板的支承部

18 测量板的悬臂部

19 压力传感器

20 外管

21 主轴轴承板

22 主轴轴承板的上表面

23 主轴轴承板的底面

24 主轴轴承板的主轴开口

25凹部、测量销钉孔

26 盲孔

27 盲孔的最深部分

28 安装凸缘板

29 安装孔

30 内管

31 主轴螺母

32 支承脚

33 内管的上部

40 传动组件

41 齿轮

42 主轴

42a 固定螺栓

43 主轴的止推轴承

44 上轴承部

45 下轴承部

46 主轴止动环

47 传动输入轴

48 传动输出轴

49 齿轮组

Claims (19)

1.一种起落架，所述起落架具有测力元件(10)，所述起落架包括外管(20)、内管(30)和传动组件(40)，所述内管(30)可移动地安装在所述外管(20)中，所述传动组件(40)包括由齿轮(41)驱动的至少一个主轴(42)，其中所述主轴(42)被进给穿过主轴轴承板(21)中的主轴开口(24)，所述主轴轴承板(21)与所述外管(20)接触，并且紧固到所述内管(30)的主轴螺母(31)被保持在所述主轴(42)上，

其特征在于

所述测力元件(10)被安装在支承部件(15、21)上，所述支承部件(15、21)被设置在所述主轴(42)和所述外管(20)之间的力流中。

2.根据权利要求1所述的起落架，其特征在于借助于所述测力元件(10)来检测力作为所述支承部件(15、21)的变形的函数。

3.根据权利要求1或2所述的起落架，其特征在于所述主轴(42)的止推轴承(43)被布置在所述主轴轴承板(21)的下方。

4.根据权利要求3所述的起落架，其特征在于所述止推轴承(43)在负载下通过所述止推轴承(43)的上轴承部(44)被支承在所述支承部件(15、21)的底面(23)上。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的起落架，其特征在于所述支承部件(15、21)是所述主轴轴承板(21)。

6.根据权利要求4所述的起落架，其特征在于所述支承部件(15、21)是测量板(15)，所述测量板(15)被布置在所述止推轴承(43)的所述上轴承部(44)和所述主轴轴承板(21)之间。

7.根据权利要求6所述的起落架，其特征在于所述测量板(15)相对于所述外管(20)以旋转固定的方式被安装。

8.根据权利要求6或7所述的起落架，其特征在于所述测量板(15)具有凹状或桥状形状，所述凹状或桥状形状具有外部支承部(17)和悬臂部(18)，所述外部支承部(17)面对所述主轴轴承板(21)，所述悬臂部(18)被布置在所述外部支承部(17)之间。

9.根据权利要求3至8中的任一项所述的起落架，其特征在于所述止推轴承(43)通过所述止推轴承(43)的下轴承部(45)搁置在被牢固连接到所述主轴(42)的主轴止动环(46)上。

10.根据权利要求3至9中的任一项所述的起落架，其特征在于所述测力元件(10)至少部分地在所述测力元件(10)的突出表面中被布置在所述止推轴承(43)的上方。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的起落架，其特征在于所述测力元件(10)是销形的，且在没有游隙的情况下或者在张紧的情况下被插入到所述支承部件(15、21)的互补形状的凹部(25)中。

12.根据权利要求11所述的起落架，其特征在于所述销形测力元件(10)是测量销钉(11)。

13.根据权利要求11和12所述的起落架，其特征在于所述凹部(25)是在所述支承部件(15、21)中形成的测量销钉孔(25)，所述测量销钉(11)被插入到所述测量销钉孔(25)中。

14.根据权利要求13所述的起落架，其特征在于将所述测量销钉(11)机械地支撑在所述测量销钉孔(25)中。

15.根据权利要求13或14所述的起落架，其特征在于所述测量销钉孔(25)与所述主轴(42)径向对准。

16.根据权利要求1至10中的任一项所述的起落架，其特征在于所述测力元件(10)是应变计应用(12)。

17.根据权利要求16所述的起落架，其特征在于将所述应变计应用(12)施加到所述支承部件(15、21)的上表面和/或底面(22、23)。

18.根据权利要求6至8中的任一项所述的起落架，其特征在于所述测力元件(10)是被布置在所述测量板(15)和所述主轴轴承板(21)之间的压力传感器(19)。

19.根据引用权利要求8的权利要求18所述的起落架，其特征在于所述压力传感器(19)被布置在所述测量板(15)的所述悬臂部(18)处，使得力分流经由所述压力传感器(19)产生到所述主轴轴承板(21)上。