自推進作業(yè)機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自推進作業(yè)機，尤其是履帶式車輛，例如推土機，該自推進作業(yè)機具有牽引驅(qū)動器，該牽引驅(qū)動器包括用于驅(qū)動至少一個底盤輪尤其是鏈輪或鏈齒輪的至少一個電機。根據(jù)本發(fā)明，上述電機的電機旋轉(zhuǎn)軸相對于被電機驅(qū)動的底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置和/或呈傾角設置。
【專利說明】
自推進作業(yè)機
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自推進作業(yè)機，尤其是履帶式車輛，例如推土機，該自推進作業(yè)機具有牽引驅(qū)動器，該牽引驅(qū)動器包括用于驅(qū)動至少一個底盤輪尤其是鏈輪或鏈齒輪的至少一個電機。
【背景技術】
[0002]在用于建筑工地、礦區(qū)或諸如此類場所的自推進作業(yè)機例如推土機或類似的履帶式車輛或者其它自推進越野車輛中，具有至少一個電機的電力驅(qū)動裝置在較近的時期常被使用，以利用這樣的電力驅(qū)動裝置相對于靜液壓驅(qū)動裝置而言的典型優(yōu)點例如效率更高和維修更容易。由于實質(zhì)上更高的效率，實質(zhì)上只用部分功率，能夠達到顯著更低的運行成本。在這方面，電力驅(qū)動裝置尤其可被用作驅(qū)動底盤的至少一個鏈條傳動的牽引驅(qū)動器。例如，電機能夠驅(qū)動該鏈條傳動的鏈輪或鏈齒輪。
[0003]然而，與靜液壓驅(qū)動裝置相比，在相同的輸出功率之下，電機顯著更大因而具有更高的轉(zhuǎn)動慣量，所以在加速過程中必須使用更多能量。在用于加速的能量無法被重復利用的情況下，這導致了較差的效率。在這方面，電機必須被設計為具有盡可能小的慣量。
[0004]文獻US2010/0126786A1涉及用于推土機的電機的慣量，根據(jù)該文獻，電機的慣量應當大于車輛的慣量，電機的慣量與車輛的慣量之間的比值需要在I至2.5的區(qū)間內(nèi)。在此的電機無可否認提供了高的轉(zhuǎn)矩和功率。在運行中頻繁的加速過程中，電機較高的慣量導致了關于效率的上述缺點。
[0005]特定轉(zhuǎn)子體積對于電機通常是必要的，從而能夠提供特定功率和特定轉(zhuǎn)矩。因為轉(zhuǎn)子總是需要被設計為圓柱體的形式，轉(zhuǎn)子體積由圓柱體長度和它的底面積計算得出，而它的底面積是直徑的函數(shù)。在這方面，有兩種增加轉(zhuǎn)子體積的可能性，即增加長度或增加直徑。為了將圓柱形轉(zhuǎn)子的質(zhì)量慣性矩保持為盡可能小，必須將其直徑保持為盡可能小，而在給定體積的情況下將其長度設計為盡可能大。換言之，憑借具備小的直徑以及較小的慣量的細長電機，能夠提供更高的功率和更高的轉(zhuǎn)矩。
[0006]然而，目前，細長電機在具有較窄的軌道寬度的自推進作業(yè)機例如推土機中難以安裝，尤其是當利用單獨的電機分別驅(qū)動右側(cè)或左側(cè)的車輪或鏈輪的單一車輪驅(qū)動器或單一軌道驅(qū)動器被使用時，因為這樣的單一車輪驅(qū)動裝置中的細長電機彼此阻擋，或者因為沒有足夠的可用安裝空間來安裝這樣的細長電機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]由此，本發(fā)明的根本目的在于提供改進的上述類型的自推進作業(yè)機，使其避免了現(xiàn)有技術的缺點，并進一步以有益的方式改進現(xiàn)有技術。用于軌道較窄的作業(yè)機例如推土機的低慣量驅(qū)動裝置尤其被提供，其具備低的慣量，而且能夠在這樣的作業(yè)機的有限安裝空間之內(nèi)提供高功率和高轉(zhuǎn)矩。
[0008]本發(fā)明的上述目的由根據(jù)權利要求1的自推進作業(yè)機來達成。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式是從屬權利要求的內(nèi)容。
[0009]因此提出，電機不再與被驅(qū)動的車輪同軸安裝，而是相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置和/或呈傾角設置，并通過齒輪與被驅(qū)動的車輪相連接，從而緩解細長電機構(gòu)造的沖突問題或空間問題。根據(jù)本發(fā)明，電機的電機旋轉(zhuǎn)軸相對于被電機驅(qū)動的底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置和/或呈傾角設置。在這方面，所述底盤輪可以是鏈輪或履帶底盤的鏈齒輪，或者對于具有充氣輪胎的底盤而言是被驅(qū)動的一個車輪。在這方面，車輪旋轉(zhuǎn)軸和電機旋轉(zhuǎn)軸可以彼此相互平行且間隔設置，可以彼此相交為銳角、直角或鈍角，或者可以相對彼此偏斜設置。取決于作業(yè)機的空間或安裝空間情形，電機的縱軸的取向使得可用安裝空間盡可能好地被利用。
[0010]驅(qū)動彼此相對地設于作業(yè)機的不同側(cè)和/或與同一底盤輪軸相關聯(lián)的車輪或鏈輪的各自作為單輪驅(qū)動器的兩個細長電機之間的沖突尤其可以通過所述電機旋轉(zhuǎn)軸的偏移設置或呈傾角設置而避免。如果這樣的彼此相對地設于作業(yè)機的不同側(cè)和/或與同一底盤輪軸相關聯(lián)的底盤輪能夠被兩個單獨的電機驅(qū)動，則所述兩個單獨的電機可以設置為分別相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置和/或呈傾角設置，從而這兩個單獨的電機沿電機旋轉(zhuǎn)軸的橫斷方向設置為彼此相重疊。當電機的長度大于作業(yè)機的軌道寬度的一半時，這樣的相互重疊的電機排列方式是尤其有益的，因為，在此情況下如果電機相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸為同軸設置，那么電機就會彼此沖突。
[0011]以上述方式彼此相重疊的電機的電機旋轉(zhuǎn)軸尤其可以大體彼此平行設置，而且可以在其長度范圍的至少50%上彼此相重疊。為了以小的軸重疊達到緊湊的電機排列，電機優(yōu)選為在其大體整個長度上彼此相重疊，從而，沿電機旋轉(zhuǎn)軸的橫斷方向看這兩個電機，該電機排布的總長度，即平行于電機旋轉(zhuǎn)軸的長度范圍，大體上僅僅相當于一個電機的長度。
[0012]為了能夠提供足夠的轉(zhuǎn)子體積從而以有限的較小的電機轉(zhuǎn)子慣量獲得可提供高功率和高轉(zhuǎn)矩的電機設計，每個電機的軸向長度達到作業(yè)機的軌道寬度的50 %以上，優(yōu)選為75%以上，尤其是80%以上。對于履帶式車輛例如推土機，所述軌道寬度指的是相對設置的鏈輪或鏈齒輪的間距，或者作業(yè)機左側(cè)和右側(cè)的兩個履帶軌道的縱向中心平面的間距。對于具有充氣輪胎的底盤，所述軌道寬度指的是由各自電機分別驅(qū)動的相對設置的車輪的間距。
[0013]為了以有限的慣量獲得足夠的動力容量，電機長度設置為大于電機直徑，或者轉(zhuǎn)子長度設置為大于轉(zhuǎn)子直徑。所述電機長度或轉(zhuǎn)子長度優(yōu)選為達到電機直徑或轉(zhuǎn)子直徑的150%至500%，尤其是大約150%至200%。
[0014]與最初描述的現(xiàn)有技術不同，所述至少一個電機的減小的慣量可以小于被驅(qū)動的作業(yè)機的減小的慣量，其中，電機在被驅(qū)動的車輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸上的減小的慣量達到所述作業(yè)機的減小的慣量的大約0.4至1.0倍，優(yōu)選為0.4至0.95倍，尤其是大約0.5至0.85倍。
[0015]在此方面，對于電機的取向和排列有多種有利的實施方式。所述至少一個電機的電機旋轉(zhuǎn)軸尤其可以沿行進方向的橫斷方向橫臥設置或沿作業(yè)機的豎直縱向中心面的橫斷方向橫臥設置，而且在行進方向上相對于被電機驅(qū)動的底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置和/或向上超越車輪輪軸的高度而偏移設置。電機向上偏移設置是有利的，從而保持電機或其電機軸不沾油。
[0016]如果兩個電機以前述方式設置為驅(qū)動彼此相對設置的底盤輪或者設于作業(yè)機的彼此相對的兩側(cè)或與同一底盤輪軸相關聯(lián)的底盤輪的單輪驅(qū)動器，在本發(fā)明的進一步優(yōu)選的改進中，所述兩個電機可以相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸而向不同側(cè)偏移設置。相對于相應的車輪旋轉(zhuǎn)軸，一個所述電機具體為在行進方向上向前偏移設置，另一個電機具體為在行進方向上向后偏移設置，而且兩個電機優(yōu)選可以設置為向上超越車輪旋轉(zhuǎn)軸的高度而偏移設置。如果從一側(cè)看互相同軸的車輪旋轉(zhuǎn)軸，即朝向車輪旋轉(zhuǎn)軸的方向看去，其中一個電機例如設置在9點鐘方位與12點鐘方位之間的區(qū)域，尤其是在10點鐘方位與11點鐘方位之間的區(qū)域，而另一個電機設置在12點鐘方位與3點鐘方位之間的區(qū)域，尤其是在I點鐘方位與2點鐘方位之間的區(qū)域。
[0017]可選地或附加地，對于這樣的沿行進方向的橫斷方向橫臥設置的電機排列方式(多個底盤輪軸由電機驅(qū)動)，所述至少一個電機的電機旋轉(zhuǎn)軸還可以設置為平行于作業(yè)機的豎直縱向中心面或可選地與作業(yè)機的豎直縱向中心面成一個小的銳角而傾斜設置，并且通過傘齒輪與被驅(qū)動的底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸相連接。所述至少一個電機的電機旋轉(zhuǎn)軸還可以大體平行于行進方向臥倒地安裝在作業(yè)機中，或者以直立的方式安裝。
[0018]對于用于驅(qū)動彼此相對設置的底盤輪或鏈輪的單輪驅(qū)動器，沿行進方向看，所述兩個電機可以設置在同一水平面上，或者可以直立安裝，這兩個電機的電機旋轉(zhuǎn)軸可以平行設置，而且沿電機旋轉(zhuǎn)軸的橫斷方向看可以大體完全重疊。
[0019]在此方面，所述傘齒輪可以包括等徑傘齒輪，從而電機旋轉(zhuǎn)軸與車輪旋轉(zhuǎn)軸大體以直角相交。
[0020]然而，作為這樣的旋轉(zhuǎn)軸相交的設置方式的可選變型，電機旋轉(zhuǎn)軸也可以相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸偏斜設置，此時所述傘齒輪可以包括偏軸傘齒輪。這樣的偏軸傘齒輪或者電機旋轉(zhuǎn)軸相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸的豎直偏移或橫向偏移對于臥倒設置的電機是尤其有利的，從而一方面能夠?qū)㈦姍C設置為相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸向上偏移以獲得更多的離地凈高，另一方面能夠避免碰撞設置在輪軸的豎直區(qū)域的其他機器部件，例如發(fā)電機或驅(qū)動發(fā)電機的內(nèi)燃機。
【附圖說明】
[0021]下面，將參照優(yōu)選實施例和相關聯(lián)的附圖，更加詳細地解釋本發(fā)明。附圖中示出了:
[0022]圖1:根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的推土機形式的自推進作業(yè)機的平面示意圖，其中，驅(qū)動彼此相對設置的底盤輪的電機沿行進方向的橫斷方向橫臥設置；
[0023]圖2:圖1的作業(yè)機的側(cè)視圖，其中示出了圖1的電機相對于被驅(qū)動的底盤輪的豎直位置；
[0024]圖3:根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的與圖1類似的作業(yè)機的平面圖，其中，電機直立設置，并且通過等徑傘齒輪與被驅(qū)動的底盤輪相連接；
[0025]圖4:根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的與圖1和圖3類似的作業(yè)機的平面圖，其中，電機平行于行進方向臥倒設置，并且通過偏軸傘齒輪連接而相對于車輪輪軸豎直偏移設置；
[0026]圖5:圖4的作業(yè)機的側(cè)視圖，其中示出了電機旋轉(zhuǎn)軸相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸的豎直偏移。
【具體實施方式】
[0027]圖1中僅是示意性示出的自推進作業(yè)機例如可以是履帶式車輛，具體為推土機I，它的底盤可以形成為在機器主體3的左側(cè)和右側(cè)分別具有履帶的履帶式底盤2。在此方面，每條所述履帶可以由底盤輪4驅(qū)動，具體為鏈輪或鏈齒輪的形式，被驅(qū)動的底盤輪或鏈輪能夠彼此相對地被設置在機器主體3的不同側(cè)，從而形成共同的底盤輪軸，參見圖1。
[0028]在此方面，行進驅(qū)動器5包括單輪驅(qū)動器，每個單輪驅(qū)動器具有用于分別驅(qū)動各所述底盤輪4的至少一個電機6，所述電機6能夠通過其間的齒輪分別連接至各所述底盤輪4。
[0029]如圖1所示，所述電機6形成為細長結(jié)構(gòu)，具有較小的直徑以及較大的軸向長度，從而電機6穿過機器主體3的縱向中心平面而延伸。電機6的軸向長度8可以大于推土機I的軌道寬度9的一半。
[0030]而且，對于沿行進方向的橫斷方向橫臥設置的電機6而言，為了使得在兩個電機6之間不存在碰撞沖突，這兩個電機6并不是分別與被驅(qū)動的底盤輪4同軸設置，而是平行于底盤輪4地偏移設置。一個電機6的電機旋轉(zhuǎn)軸10具體為相對于被電機6驅(qū)動的底盤輪4的車輪旋轉(zhuǎn)軸11而在行進方向上向前偏移設置，另一個電機6可以相應地在行進方向上向后偏移設置，參見圖1，從而這兩個電機6彼此相鄰臥倒設置而且彼此大體平行設置，參見圖1。
[0031]如圖2所示，在此方面，電機6的電機旋轉(zhuǎn)軸10可以向上超越車輪旋轉(zhuǎn)軸11所在的水平面而偏移設置。電機6相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸11的這樣的豎直偏移是有益的，從而保持電機6或其電機軸不沾油。
[0032]電機旋轉(zhuǎn)軸10相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸11的偏移可以通過合適的齒輪12來橋接，例如是直齒輪的形式。
[0033]如圖3所示，電機6也可以直立設置，優(yōu)選為與機器主體3的豎直縱向中心平面大體平行設置和/或位于底盤輪4的互相對齊的車輪旋轉(zhuǎn)軸11的正上方，從而電機旋轉(zhuǎn)軸10與車輪旋轉(zhuǎn)軸11相交，具體為大體以直角相交。
[0034]電機6的電機旋轉(zhuǎn)軸10可以通過傘齒輪12與被驅(qū)動的底盤輪4相連接，具體為等徑傘齒輪的形式。
[0035]如圖4所示，電機6也可以具體為大體平行于行進方向臥倒設置，或者大體平行于機器主體3的豎直縱向中心平面而臥倒設置。在此方面，電機6的電機旋轉(zhuǎn)軸10優(yōu)選地可以彼此平行設置和/或彼此相鄰臥倒設置，從而它們沿電機旋轉(zhuǎn)軸10的橫斷方向彼此大體完全重疊。
[0036]在圖4所示的電機6平行于行進方向的臥倒設置中，電機6可以設置在車輪旋轉(zhuǎn)軸11所在的水平面上，或電機旋轉(zhuǎn)軸1可以與車輪旋轉(zhuǎn)軸11相交，在這種情況下電機6可以分別通過等徑傘齒輪12與底盤輪4相連接。
[0037]作為這樣的電機與車輪旋轉(zhuǎn)軸11設置在同一水平面上的設置方式的可選變型，電機6也可以相對于車輪旋轉(zhuǎn)軸11在豎直方向上偏移設置，具體為向上超越車輪旋轉(zhuǎn)軸11所在的水平面而偏移設置，從而在電機6的區(qū)域增大離地凈高和/或避免與設置在輪軸的豎直區(qū)域的其他機器部件例如發(fā)電機之間的潛在碰撞沖突。對于如圖5所示的豎直偏移的電機設置方式，電機6可以分別通過偏軸傘齒輪12與底盤輪4相連接。
[0038]圖中未示出的是，電機6可選地還可以設置為相對于豎直方向或水平方向成一個銳角而傾斜設置，例如設置為與機器主體3的豎直縱向中心平面大體平行，從而該電機設置方式可以說是圖3與圖4之間的混合形式。
【主權項】
1.一種自推進作業(yè)機，尤其是履帶式車輛，例如推土機(I)，具有至少一個牽引驅(qū)動器(5)，所述牽引驅(qū)動器(5)包括用于驅(qū)動至少一個底盤輪(4)尤其是鏈輪或鏈齒輪的至少一個電機(6)，其特征在于，所述電機(6)的電機旋轉(zhuǎn)軸(10)相對于被所述電機(6)驅(qū)動的所述底盤輪(4)的車輪旋轉(zhuǎn)軸(11)偏移設置和/或呈傾角設置。2.根據(jù)前一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述牽引驅(qū)動器(4)為一個單輪驅(qū)動器或多個單輪驅(qū)動器。3.根據(jù)前述任一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，彼此相對地設于機械的不同側(cè)和/或與同一底盤輪軸相關聯(lián)的底盤輪(4)由兩個單獨的電機(6)驅(qū)動，所述兩個單獨的電機(6)沿電機旋轉(zhuǎn)軸的橫斷方向設置為彼此相重疊。4.根據(jù)前一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述兩個單獨的電機(6)的電機旋轉(zhuǎn)軸(10)彼此平行設置，而且在其長度范圍(8)的至少50%上彼此相重疊，優(yōu)選為在其長度范圍(8)的大體100%上彼此相重疊。5.根據(jù)前述任一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)的軸向長度(8)達到所述作業(yè)機的軌道寬度(9)的50%以上，優(yōu)選為75%以上。6.根據(jù)前述任一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)的長度(8)達到電機的直徑(13)的100%以上，優(yōu)選為大約150%至500%，尤其是大約150%至 250%。7.根據(jù)前述任一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)的減小的慣量9red,mot在所述作業(yè)機的減小的慣量9red, AM的0.4至I.0倍范圍內(nèi)，優(yōu)選為在0.4至0.95倍范圍內(nèi)，尤其是在0.5至0.85倍范圍內(nèi)。8.根據(jù)前述任一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)的電機旋轉(zhuǎn)軸(10)沿行進方向(14)的橫斷方向橫臥設置，而且在行進方向(14)上相對于被所述電機(6)驅(qū)動的所述底盤輪(4)的車輪旋轉(zhuǎn)軸(11)偏移設置和/或向上超越所述車輪旋轉(zhuǎn)軸(11)所在的水平面偏移設置。9.根據(jù)前一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，用于驅(qū)動彼此相對設置的所述底盤輪(4)的所述電機(6)分別沿行進方向的橫斷方向橫臥設置，而且在行進方向上相對于被所述電機(6)驅(qū)動的所述底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸偏移設置，其中一個所述電機(6)在行進方向上向前偏移設置，另一個電機(6)在行進方向上向后偏移設置。10.根據(jù)前一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，兩個所述電機(6)均向上超越所述車輪旋轉(zhuǎn)軸(11)所在的水平面偏移設置。11.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)的電機旋轉(zhuǎn)軸(10)設置為平行于所述作業(yè)機的豎直縱向中心面，且所述至少一個電機(6)通過傘齒輪(12)與被驅(qū)動的底盤輪(4)相連接。12.根據(jù)前一項權利要求所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述傘齒輪(12)包括等徑傘齒輪。13.根據(jù)前兩項權利要求之一所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述傘齒輪(12)包括偏軸傘齒輪，所述電機旋轉(zhuǎn)軸(10)在豎直方向上相對于被所述電機(6)驅(qū)動的底盤輪的車輪旋轉(zhuǎn)軸(11)偏移設置，優(yōu)選為被設置在更高的位置。14.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述至少一個電機(6)沿著和/或平行于行進方向臥倒設置。15.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，所述電機(6)直立設置。16.根據(jù)前兩項權利要求之一所述的自推進作業(yè)機，其特征在于，用于驅(qū)動彼此相對設置的底盤輪(4)的兩個電機(6)彼此平行設置而且彼此相鄰臥倒設置或直立設置。
【文檔編號】B60K1/02GK106068197SQ201480074745
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年11月26日 公開號201480074745.0, CN 106068197 A, CN 106068197A, CN 201480074745, CN-A-106068197, CN106068197 A, CN106068197A, CN201480074745, CN201480074745.0, PCT/2014/3163, PCT/EP/14/003163, PCT/EP/14/03163, PCT/EP/2014/003163, PCT/EP/2014/03163, PCT/EP14/003163, PCT/EP14/03163, PCT/EP14003163, PCT/EP1403163, PCT/EP2014/003163, PCT/EP2014/03163, PCT/EP2014003163, PCT/EP201403163
【發(fā)明人】托馬斯·明斯特
【申請人】比伯拉赫利勃海爾零部件有限公司