CN103402906A - 用于作业车辆的支撑装置 - Google Patents

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CN103402906A CN201180062288XA CN201180062288A CN103402906A CN 103402906 A CN103402906 A CN 103402906A CN 201180062288X A CN201180062288X A CN 201180062288XA CN 201180062288 A CN201180062288 A CN 201180062288A CN 103402906 A CN103402906 A CN 103402906A
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Abstract

一种用于作业车辆的支撑装置，该支撑装置包括设置在作业车辆上的支撑柱(8、46)，其升降元件(11、15b)可沿升降轴线移动以支撑在支撑面上，其中，支撑柱(8、46)设有用于操作升降元件(11、15b)的执行机构，其中，执行机构构造成行星滚柱丝杠传动装置(1、14)。

Description

用于作业车辆的支撑装置
技术领域
本发明涉及一种用于作业车辆的支撑装置。例如，起重车设有这种支撑装置，该支撑装置显著提高了起重车的稳固性；起重车臂可以承受较大的运行负载，该负载基于杠杆臂将相应大的力矩传递到起重车上。基于这种支撑装置，排除了起重车在这种运行负载下的倾覆。
背景技术
例如，由DE2208333A公知了一种支撑装置，其中，支撑架可横向于车辆纵向轴线移动，并且在其背离作业车辆的端部上设有支撑柱。支撑架吸收作用到车辆上的倾覆力矩。支撑柱设有构造成升降元件的活塞杆，该活塞杆设有支撑脚。支撑脚可以支撑在支撑面，例如车道路面上。支撑柱具有双作用液压缸作为用于操作活塞杆的执行机构。经由液压线路，液压缸可以液压地用压力加载，以操作升降元件。作业车辆通常装备有液压泵，这些液压泵产生所需要的液压压力。
在运行中，在液压缸中在活塞与缸之间可能会出现泄漏，其中，更换坏的密封件涉及到较大的花费。此外，在从液压泵铺设到双作用液压缸的液压线路上可能会发生泄漏。
发明内容
本发明的任务是说明一种改进的支撑装置。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1的支撑装置来解决。通过如下方式来提供高效的机械式执行机构，即，执行机构具有行星滚柱丝杠传动装置，布置在该行星滚柱丝杠传动装置的丝杠螺母与丝杠之间的行星件与丝杠和丝杠螺母形成滚动啮合
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其中，为了使升降元件进行升降运动，将丝杠与丝杠螺母之间的相对转动转换成丝杠与丝杠螺母之间沿升降轴线的纵向移动。被替代地取消液压元件。这种行星滚柱丝杠传动装置可以用简单的方式和方法借助较小的电机来驱动。代替昂贵的液压线路和液压泵，仅须提供电线路，这些电线路可以联接到作业车辆上本来就存在的12V或48V的车载电网上。
执行机构除了行星滚柱丝杠传动装置外可以具有另一传动装置，该传动装置联接到行星滚柱丝杠传动装置上。根据本发明的支撑装置优选具有如下电机，该电机作为直接驱动装置驱动行星滚柱丝杠传动装置。替选地，在电机与行星滚柱丝杠传动装置之间也可以布置有减速传动装置，以便为了在中间连接的传动装置的输出轴上获得更高的驱动力矩而对电机的转速进行减速传动。
行星滚柱丝杠传动装置可以设计成自锁的。当丝杠沿升降轴线布置并且全部支撑负载经由行星件来支撑时，那么由丝杠的依赖于丝杠直径所选定的螺旋状外型面的很小的导程提供自锁。这意味着，在外部负载下在丝杠螺母与丝杠之间不执行相对转动并且进而不执行升降运动。升降元件可以有选择地包括丝杠螺母或丝杠，从而使丝杠螺母或丝杠可以执行升降运动。
在根据本发明的支撑装置中，支撑柱可以设置在作业车辆上。例如，支撑柱可以安设在作业车辆的常见的支撑架上。支撑架可以沿横向于车辆纵向轴线布置的支撑轴线纵向移动，以扩大车辆纵向轴线与支撑柱之间的支撑间距。代替纵向移动还可以设置，支撑架可绕摆动轴线摆动地布置。即便在此情况下，支撑间距也可以被扩大。
行星滚柱丝杠传动装置在各种不同的设计方案中是已经公知的，并且例如在DE 10 2006 060 681 B3、EP 0320621 B1和DE 3739059 B1中描述过和示出过。在行星滚柱丝杠传动装置中，将丝杠与丝杠螺母之间的相对转动运动转换成丝杠与丝杠螺母之间的相对轴向运动。行星件以第一型面啮合到丝杠的外型面中。外型面通过丝杠的绕丝杠轴线螺旋状缠绕的螺纹槽构成，其中，可设有一条螺旋线或多条轴向相继布置的螺旋线。此外，行星件以第二型面啮合到螺母侧的内型面中。
绕周边分布地布置的行星件数目可以变化。行星件的第一和第二型面可以构造成一致的，从而行星件作为柱体可以设有多个沿行星件轴线相继布置的沟槽，其中，这些沟槽横向于行星件轴线布置。沟槽可以构造成环形。螺母侧的内型面可以由与丝杠轴线同轴布置的齿面或沟槽构成。
通过操作行星滚柱丝杠传动装置，行星件不仅在丝杠螺母上而且也在丝杠上滚动。行星件不仅绕其行星件轴线而且也绕丝杠轴线转动。行星件绕丝杠轴线的旋转速度小于例如被驱动的丝杠的旋转速度。在所有行星件都环绕整一圈之后，才实现了丝杠与丝杠螺母之间的进给，该进给对应于丝杠的导程。导程指的是丝杠的螺旋线的整一圈的轴向前进量。行星滚柱丝杠传动装置的总导程和丝杠的导程是不同的。
通过丝杠螺母与丝杠之间的相对转动实现轴向进给，该轴向进给被转换成升降元件的升降。优选地，轴向进给直接用于升降元件的升降，其中，丝杠可以承受全部的升降负载。升降元件可以具有丝杠或丝杠螺母。当例如丝杠螺母被驱动时，丝杠可以执行轴向进给，在此情况下升降元件包括丝杠。当丝杠被驱动时，丝杠螺母可以执行轴向进给，在此情况下升降元件包括丝杠螺母。在任何情况下，行星件都可以在丝杠与丝杠螺母之间传递支撑负载。
支撑元件可具有壳体，丝杠或替选地丝杠螺母可转动地支承在该壳体内。
有利地可以使用其丝杠设有最小的导程的行星滚柱丝杠传动装置，从而使行星滚柱丝杠传动装置能自锁。这意味着，在此情况下不需要其它安全措施，这些安全措施在支撑负载下阻止升降元件不期望地回缩。通过行星件的型面的齿面一方面支撑在丝杠的外型面的齿面上，而另一方面支撑在螺母侧的内型面的齿面上，行星件可以在丝杠与丝杠螺母之间传递支撑负载。
此外，很小的导程可以升降很大的负载。丝杠螺母与丝杠之间的机械利益比可以选择成一方面在被驱动的丝杠或被驱动的丝杠螺母的比较小的转矩下可以升降很大的负载，而另一方面可以确保自锁。
因此，根据本发明的支撑装置可设有如下电机，这些电机以很小的功率产生升降元件所需的调节运动。尤其地，作业车辆的12V或48V车载电网可以提供足够的电功率。多极直流马达尤其适合作为电机。
可以实现直接驱动，其中，电机的转子与丝杠同轴布置，并且要么驱动丝杠要么驱动丝杠螺母。
替选地，电机与丝杠轴线错开地布置在支架上，且必要时经由传动装置联接到行星滚柱丝杠传动装置上。例如，可以想到在驱动装置侧联接到丝杠或丝杠螺母上的圆柱齿轮传动装置、蜗杆传动装置或者牵引传动装置。牵引传动装置具有链条或皮带作为牵引机构。有利地，传动装置实施为减速传动装置，从而为了提高在传动装置侧的输出轴上的扭矩对电机转子的高转速进行减速传动。
升降元件具有至少一个升降部分，该升降部分为了共同的升降运动一方面联接到丝杠或丝杠螺母上。该升降部分可以构造成管状，并由此减轻了重量。另一方面，该升降部分可以设有用于支撑在支撑面上的支撑脚。在最简单的情况下，升降部分可以由丝杠构成。
优选地，支撑柱具有用于升降元件的容纳部，升降元件可以被引入该容纳部内。于是，根据本发明的支撑柱的结构高度可以大致对应于容纳部的高度。但是，容纳部也可以沿升降轴线设有用于升降元件的穿通引导部；于是，容纳部可以沿升降轴线以很短地构建的方式实施。
如果应驱动，也就是说转动丝杠，那么丝杠可以例如经由一个或多个滚动轴承在径向和轴向上支承在支撑柱的容纳部内，这些滚动轴承可以实施为深沟球轴承或滚针轴承或滚柱轴承。
在根据本发明的支撑装置中，也可以使用其他形式的行星滚柱丝杠传动装置。例如，可以使用仅具有一个整体的沟槽型面的行星件，以便不仅与丝杠螺母而且也与丝杠咬合。在任何情况下，行星件都不仅与丝杠而且也与丝杠螺母滚动啮合，其中，通过操作行星滚柱丝杠传动装置，行星件绕它们的行星件轴线旋转，并不仅在丝杠螺母的内周边上而且也在丝杠的外周边上滚动。
在根据本发明的支撑装置中，丝杠可以与升降元件的升降轴线同轴布置。根据本发明的支撑装置可以实现紧凑的结构形式，该结构形式允许在作业车辆中简单的安装。
附图说明
接下来，借助在总共十一幅图中描绘的四个实施例来详细阐释本发明。在附图中：
图1和2示出根据本发明的支撑装置的纵向剖视图，具有回缩和伸出的支撑柱；
图3和4示出根据本发明的另一支撑装置的纵向剖视图，具有回缩和伸出的支撑柱；
图5和6示出具有根据本发明的支撑装置的作业车辆；
图7和8示出根据本发明的另一支撑装置的纵向剖视图，具有回缩和伸出的支撑柱；
图9和10示出根据本发明的另一支撑装置的纵向剖视图，具有回缩和伸出的支撑柱；以及
图11示出公知的行星滚柱丝杠传动装置。
具体实施方式
图11示出根据DE 10 2006 060 681 B3公知的用于将转动运动转换成轴向运动(或将轴向运动转换成转动运动)的行星滚柱丝杠传动装置的纵向剖视图。行星滚柱丝杠传动装置1包括丝杠2，该丝杠在其周侧面上具有沟槽形式的外型面3。丝杠2由此构成丝杠，并可以构成电机的轴。丝杠2被丝杠螺母4围绕，其中，丝杠螺母4可以相对于丝杠2转动。在丝杠螺母4的内侧设有沟槽形式的内型面5。
在空心柱体形的丝杠螺母4与丝杠2之间设有给定数目的行星件6。行星件6在丝杠2的周向上以相等的角距错开地布置，其中，行星件6的纵向轴线与丝杠2的纵向轴线L平行延伸。行星件6的纵向侧端部分别可转动地支承在间隔盘7内。行星件6分别具有第一型面6a和第二型面6b。借助第一型面6a，通过该型面6a在丝杠2的外型面3内引导来建立起行星件6与丝杠2的轴向力锁合(Kraftschluss)。这些第一型面6a构成进给沟槽。借助第二型面6b，通过该型面6b在丝杠螺母4的内型面5内引导来建立起行星件6与丝杠螺母4的轴向力锁合。这些第二型面6b构成引导沟槽。
容纳纵向侧端部的间隔盘7用作行星件6的间隔保持件。相同构造的间隔盘7具有圆盘形状。在每个间隔盘7的中心处设有孔，丝杠2被引导穿过这些孔。在每个间隔盘7朝向行星件6的那侧上设有用于滚动体6的端部的容纳部7a。行星件6可转动地支承在这些容纳部7a中。间隔盘7分别与丝杠螺母4和丝杠2相间隔。
各个行星件6的型面6a彼此错开。在此，每个行星件6的型面6a相对于前一个行星件6具有限定的轴向错开。行星件6的错开的型面结构构成用于丝杠2的外型面3的螺纹。当丝杠2相对于丝杠螺母4转动运动时，具有型面6a的行星件6在外型面3上滚动，其中，第二型面6b同时在丝杠螺母4的内型面5内引导。在丝杠螺母4静止而丝杠2转动时，支承在间隔盘7内的行星件6在丝杠2的周侧面上环绕，其中，这种运动比丝杠2的转动运动要慢。转动运动如下这样进行，即，在行星件6绕丝杠螺母4环绕整一圈后，丝杠2才沿轴向相对于丝杠螺母4移动了外型面3的导程的量。
由图11可见，在一个间隔盘7上设有用于相对于丝杠螺母4和丝杠2密封该间隔盘7的机构。总地来说，也可以在两个间隔盘7上均设有这种用于密封的机构，其中，这些机构优选相同地构造。
图1示出根据本发明的支撑装置的纵向剖视图。支撑柱8保持在此处仅示意出的支撑架8a上。支撑架8a支承在此处未示出的作业车辆上。支撑柱8设有空心的容纳部9，该容纳部由管子10构成。升降元件11布置在该容纳部9内。此外，在支撑架8a上布置有实施为多极直流马达的电机12，该电机经由圆柱齿轮传动装置13与行星滚柱丝杠传动装置14联接。圆柱齿轮传动装置13实施为减速传动装置，电机12的高转速借助该圆柱齿轮传动装置减速成行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠15的比较低的转速。支撑柱8具有壳体8b，其内安置有圆柱齿轮传动装置13。
行星滚柱丝杠传动装置14在其结构构造上对应于之前在图7中所描述的行星滚柱丝杠传动装置1。在丝杠15与丝杠螺母16之间设有在周边上分布地布置的行星件17，这些行星件以所描述的方式与丝杠15和丝杠螺母16滚动啮合。行星滚柱丝杠传动装置1的行星件6具有各两个带有型面6a的部段，而行星滚柱丝杠传动装置14的行星件17仅具有一个带有这种型面17a的部段，以与丝杠15的外型面15a啮合，其中，外型面15a构造成螺旋状的螺纹槽。
丝杠15在其朝向圆柱齿轮传动装置13的端部上以轴向延伸的方式设有驱动轴18，圆柱齿轮传动装置13的圆柱齿轮19抗相对转动地(drehfest)布置在该驱动轴上。圆柱齿轮20抗相对转动地布置在电机12的机轴19上，该圆柱齿轮20与圆柱齿轮19咬合。驱动轴18可设有楔形齿部，并且圆柱齿轮19可设有与楔形齿部相匹配的内轮廓，从而由升降元件11、行星滚柱丝杠传动装置15以及管子10构成的预安装好的单元可***已在支架侧预安装好的圆柱齿轮19内。
丝杠15借助实施为球轴承的上推力轴承21相对于壳体8b在径向和轴向上受支承。丝杠15经由另一在此未示出的轴向轴承相对于壳体8b支承。从升降元件11传递的力经由上推力轴承21和未示出的轴向轴承被导引到壳体8b内。
升降元件11具有管状的升降部分27，该升降部分容纳行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠螺母16，该丝杠螺母16借助挡圈29轴向保持在升降部分27上。升降部分27在其背离圆柱齿轮传动装置13的端部上设有支撑脚30，该支撑脚被设置用于抵靠在支撑面上。升降部分27借助滑动轴承33径向支承在管子10上。
丝杠15和升降部分27彼此同轴布置，其中，丝杠15在升降元件11的回缩状态下沉入内部的升降部分27内。
图2示出处于伸出状态下的支撑柱8，其中，升降部分27从壳体8b的容纳部9伸出。
图3和4示出替选的根据本发明的支撑装置，该支撑装置与图1所示的支撑装置的不同之处主要在于设有直接驱动装置，以驱动驱动轴18。图3示出具有回缩的升降元件11的支撑装置，而图4示出具有伸出的升降元件11的支撑装置。
电机34与丝杠15同轴布置。电机34的转子设有线圈。保持在支撑柱8的壳体8b内的环36构成定子37。驱动轴18与转子35连接以传递转动运动。这个变型方案可以取消驱动轴18与电机34之间的传动装置，并因此极为节省空间。
驱动轴18经由上推力轴承38以及经由下推力轴承39相对于壳体8b支承。上推力轴承38实施为轴向滚子轴承，而下上推力轴承39实施为径向滚子轴承。
图5和6示出具有图3和4中的根据本发明的支撑装置的作业车辆。总共四个支撑柱8保持在四个支撑架8a上，在两个纵向侧上分别设有各两个支撑柱8以及各两个支撑架8a。
接下来，借助图3、4、5和6详细阐释上述根据本发明的支撑装置的作用方式。根据图1和2的根据本发明的支撑装置的作用方式仅通过接在电机与行星滚柱丝杠传动装置之间的圆柱齿轮传动装置并不会与图1和2中的作用方式相区别。
通过操作电机34，使行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠15开始旋转。行星件17以其第一型面17a在丝杠15的螺旋状地绕丝杠轴线缠绕的外型面15a上滚动。此外，行星件17以其第二型面17b在构造在丝杠螺母16的内周边上的内型面16a上滚动。由于所描述的螺旋运动，升降元件11连同丝杠螺母16一起沿升降轴线从管子10的容纳部9运动出来，其中，管状的升降部分27不旋转。
升降元件11被伸出直至支撑脚30抵靠在支撑面或车道上。四个支撑柱8可以可靠地支撑作业车辆。升降元件11可以被伸出直至作业车辆的轮子从车道上抬起。
丝杠的螺旋状外型面的导程依赖于丝杠直径地选择成使支撑柱8能自锁的。
图7和8示出另一根据本发明的支撑装置，该支撑装置与图3和4中的支撑装置一样设有直接驱动装置。
在该实施例中所设的支撑柱46具有安置在壳体8b内的电机40，该电机驱动行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠螺母16，而丝杠15并不旋转。
丝杠15与联接的支撑脚43在此同时构成升降元件15b，该升降元件也可被称为升降部分。丝杠15可以经由在此未示出的径向轴承径向支承在壳体8b上。
丝杠螺母16与转子40a抗相对转动地连接，而定子41抗相对转动地安置在壳体8b内。丝杠螺母16经由两个以X形布置的角接触球轴承44、45可转动地支承在壳体8b内。
壳体8b设有用于丝杠15的穿通引导部42。丝杠15在其在图7和8中示出的下端部上设有支撑脚43。
仅示意出支撑架8a。
通过操作电机40，使行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠螺母16转动。行星件17一方面在丝杠螺母16上，而另一方面在丝杠15上滚动，其中，丝杠15沿轴向进给。图8示出设计成自锁的支撑柱46的伸出位置。
在图9和10中示出的根据本发明的支撑装置与图7和8中示出的支撑装置的不同之处主要在于设有电机47，该电机47经由蜗杆传动装置48驱动行星滚柱丝杠传动装置14的丝杠螺母16。为此目的，与电机47的机轴抗相对转动地连接的蜗杆49和与丝杠螺母16抗相对转动地连接的蜗轮50咬合。在其余方面，这个根据本发明的支撑装置的结构和作用方式与图7和8中的结构和作用方式一致。
附图标记列表
1    行星滚柱丝杠传动装置
2    杠
3    外型面
4    丝杠螺母
5    内型面
6    行星件
6a   第一型面
6b   第二型面
7    间隔保持件
8    支撑柱
8a   支撑架
8b   壳体
9    容纳部
10   管子
11   升降元件
12   电机
13   圆柱齿轮传动装置
14   行星滚柱丝杠传动装置
15   丝杠
15a  外型面
15b  升降元件
16   杠螺母
16a  内型面
17   行星件
17a  第一型面
17b  第二型面
18   驱动轴
19   机轴
20   圆柱齿轮
21   上推力轴承
22
23
24
25
26
27   升降部分
28
29   挡圈
30   支撑脚
31
32
33   滑动轴承
34   电机
35   转子
36   环
37   定子
38   上推力轴承
39   下推力轴承
40   电机
40a  转子
41   定子
42   穿通引导部
43   支撑脚
44   角接触球轴承
45   角接触球轴承
46   支撑柱
47   电机
48   蜗杆传动装置
49   蜗杆
50   蜗轮

Claims (10)

1.一种用于作业车辆的支撑装置，所述支撑装置包括设置在所述作业车辆上的支撑柱(8、46)，所述支撑柱的升降元件(11、15b)能沿升降轴线移动以支撑在支撑面上，其中，所述支撑柱(8、46)设有用于操作所述升降元件(11、15b)的执行机构，其特征在于，所述执行机构具有行星滚柱丝杠传动装置(1、14)，布置在所述行星滚柱丝杠传动装置的丝杠螺母(4、16)与丝杠(2、15)之间的行星件(6、17)与所述丝杠螺母(4、16)和所述丝杠(2、15)形成滚动啮合，其中，为了使所述升降元件(11、15b)进行升降运动，将所述丝杠螺母(4、16)与所述丝杠(2、15)之间的相对转动转换成所述丝杠螺母(4、16)与所述丝杠(2、15)之间沿所述升降轴线的纵向移动。
2.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，被驱动的丝杠(2、15)相对于所述支撑柱(8、46)的壳体(8b)以能转动的方式支承，其中，配属于所述升降元件(11)的丝杠螺母(4、16)相对于所述壳体(8b)以能轴向移动的方式布置。
3.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述壳体(8b)具有用于所述升降元件(11)的容纳部(9)，其中，所述升降元件(11)在其回缩位置中沉入所述容纳部(9)内。
4.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，设置有电机(12、34、40、47)，所述电机的转子(35、40a)或所述电机的机轴(19)驱动所述丝杠(2、15)或所述丝杠螺母(4、16)。
5.根据权利要求4所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述电机(34、40)的转子(35、40a)与所述丝杠(2、15)同轴布置。
6.根据权利要求5所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述电机(47、12)的机轴(19)经由传动装置来驱动所述丝杠(2、15)或所述丝杠螺母(4、6)。
7.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述丝杠(2、15)与所述升降元件(11)的升降轴线同轴布置。
8.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述行星件(6、17)具有用于啮合到所述丝杠(2、15)的外型面(3、15a)内的第一型面(6a、17a)以及用于啮合到所述丝杠螺母(4、16)的内型面(5、16a)内的第二型面(6b、17b)。
9.根据权利要求1所述的支撑装置，在所述支撑装置中，所述支撑柱(46)的壳体(8a)设有用于所述丝杠(2、15)的穿通引导部(42)。
10.根据权利要求1所述的支撑装置，所述支撑装置设有能横向于车辆纵向轴线偏出且支承在所述商用车上以吸收倾覆力矩的支撑架(8a)，所述支撑柱(8、46)布置在所述支撑架(8a)上。
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