CN103619634A - 用于农用或市政商用车的发电机单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农用或市政商用车、尤其是拖拉机的发电机单元（1；31），该发电机单元包括发电机壳体（2；35）和至少一个轴（3），该轴能转动支承地穿过发电机壳体（2；35）并且在第一端部上构造有用于商用车的动力输出轴（23）的衔接件（4），同时由所述至少一个轴（3）在第二端部上限定用于悬挂式农具的输入轴的连接件（5）。在此，在该发电机壳体（2；35）中接纳有至少一个发电机（6；32），所述至少一个发电机能够通过至少一个轴（3）驱动。现在为了能够设置功能强劲的发电机，并且同时能够继续使用商用车升降机（19），对此设置有接纳机构，所述接纳机构与发电机壳体相连并且在至少一个轴（3）的第一端部侧构造有用以接连商用车的升降机（19）的悬架机构的接纳点（25、26、27），而接纳机构在至少一个轴（3）的第二端部侧具有用以接纳悬挂式农具的接连点（28、29、30）。在此，接纳机构的所述接连点（28、29、30）与升降机（19）的所述悬架机构相应地在外形和取向方面对应。

Description

用于农用或市政商用车的发电机单元

技术领域

本发明涉及一种用于农用或市政商用车、尤其是拖拉机的发电机单元，该发电机单元包括发电机壳体和至少一个轴，该轴能转动支承地穿过发电机壳体并且在第一端部上构造有用于商用车的动力输出轴的衔接件，同时由所述至少一个轴在第二端部上限定用于悬挂式农具的输入轴的连接件，其中，在该发电机壳体中接纳有至少一个发电机，所述至少一个发电机能够通过所述至少一个轴驱动。

背景技术

农用或市政商用车通常具有挂接机构，悬挂式农具可以装在该挂接机构上用以实施确定工作活动。因此在大多数情况下拖拉机不仅具有前侧而且也具有尾侧相应的挂接点，它们至少在尾侧设计为液压升降机用于抬起相应衔接的悬挂式农具。在此，通常通过拖拉机的动力输出轴进行相应悬挂式农具的机械驱动。

此外，对于固定的工作安排另外也使用固定的发电机单元，该固定的发电机单元未被挂接并且在商用车停止不动时通过商用车的动力输出轴被机械驱动，从而例如被构造成电源作为农用装置的备用发电设施。然而除了这种类型的固定的使用方式之外还可以应用移动式发电机单元，那么该移动式发电机单元作为相应挂接在商用车上的单元，也在商用车行进期间供电。那么，这种移动式发电机单元同样通过商用车的相应动力输出轴驱动，并给其他挂接在相应商用车上的悬挂式农具相应输送电流。

根据DE10303050B4得知用于农用商用车、例如拖拉机的这种移动式发电机单元，其中，该发电机单元具有发电机壳体，该发电机壳体可以抗相对转动地紧固在商用车的车架上，并且可转动支承地接纳输入轴以及输出轴。在此，输入轴在发电机单元挂接状态下与商用车动力输出轴相连，其中，输出轴可以根据驱动方式与输入轴相连并且在进一步延伸中与商用车的悬挂式农具的输入轴相连。也就是说，因此商用车动力输出轴的转动运动传递至输入轴并在进一步延伸中传递至发电机单元输出轴，然后，通过该发电机单元可以机械驱动接合在商用车上的其他悬挂式农具。另外，发电机壳体中还接纳具有转子的发电机，其中，转子与发电机单元的输入轴相连，从而在输入轴旋转时提供电流。由此，也能够用比商用车的整车电源通常所提供的更高的额定电压，使得除了移动式发电机单元之外的挂接的悬挂式农具的用电器（例如电驱动器）运行。

发明内容

从前述现有技术出发，本发明任务在于构造一种用于农用或市政商用车的发电机单元，在其中可以使用功能强劲且与之相应地大型的发电机，然而商用车的升降机同时继续用于附加的悬挂式农具。

该任务从权利要求1的前序部分出发结合其典型性特征解决。对此后续的从属权利要求给出本发明的有利改进方案。

根据本发明，用于农用或市政商用车的发电机单元包括发电机壳体和至少一个轴，所述轴可转动支承地穿过发电机壳体，并且在第一端部上构造有用于商用车的动力输出轴的衔接件。此外，所述至少一个轴在对置的第二端部上限定连接件，通过该连接件可以与接合到商用车上的其他悬挂式农具的输入轴建立连接。最后，在发电机壳体中还接纳有至少一个发电机，所述至少一个发电机能够由所述至少一个轴驱动。

在本发明意义下不仅可以构造用于商用车的动力输出轴的衔接件，而且也可以在唯一的轴的端部上构造用于悬挂式农具的输入轴的连接件，那么所述轴也穿过发电机壳体。然而对此替选的是，两个相连点也可以设置在分开的轴上，那么它们在发电机壳体内部彼此联接。在此，用于动力输出轴的衔接件优选设计为具有与动力输出轴对应的内啮合的轴部段，其中在此，所述啮合按照动力输出轴造型可以设有花键造型齿部（Keilwellenprofilverzahnung）或渐开线造型齿部。相反，用于在发电机壳体第二侧上的输入轴的连接件尤其设计有对应于动力输出轴造型的轮廓，从而悬挂式农具的输入轴能够以相同类型和方式与发电机单元的连接件相连，其例如也能直接与商用车的动力输出轴联接。最后，在发电机壳体中也可以接纳超过一个的发电机，那么其中，在多个发电机情况下，它们必要时也能够以不同的额定电压提供电流。

本发明现在包括如下技术教导：对此设置有接纳机构，所述接纳机构与发电机壳体相连并且在至少一个轴的第一端部侧构造有用以接连商用车的升降机的悬架机构的接纳点，与之相对，接纳机构在至少一个轴的第二端部侧具有用以接纳悬挂式农具的接连点。在此，接纳机构的所述接连点与起重机构的所述悬架机构相应地在外形和取向方面对应。换而言之也就是，根据本发明的发电机单元具有接纳机构，其以如下方式设计：在面对商用车升降机的第一发电机壳体侧能实现接连升降机，并且在发电机壳体的面对悬挂式农具的第二侧可以进行在接纳机构上接纳悬挂式农具。在此，这些接连点在悬挂式农具侧以如下方式实施：设计相应于升降机的悬架。利用发电机单元的这种类型的实施方式可以实现设置功能强劲且因此而大型的发电机，并且尽管有因此也是较大的发电机壳体，但仍然可以使用商用车的用于后续接连悬挂式农具的升降机。那么，由于设置接纳机构将如下元件***在中间，所述元件一方面实现将发电机单元接连在升降机上，另一方面构造相应于升降机的用于其他悬挂式农具的接纳部。也就是说，在升降机与悬挂式农具之间同时设计足够的中间空间用于安放较大的发电机壳体时，还实现携带后置于发电机单元的悬挂式农具。总而言之，因此可以实现不影响功能性地在升降机与悬挂式农具之间整合一个或多个功能强劲的发电机。

在DE10303050B4中与此区别在于虽然是为了可以把其他悬挂式农具设置在已设置在那里的商用车升降机上，但仅应用了小型发电机。因为在应用具有更大功率的较大的发电机时发电机单元的位置需求过大，致使无法将其他悬挂式农具直接挂接在升降机上。在发电机单元侧没有设计可以接纳悬挂式农具的相应的相连点。

根据本发明的有利实施方式，接纳机构被实施为具有三角形外形的支撑架，该支撑架在角点区域内分别设有各自呈接收销（Aufnahmebolzen）形式的接纳点，以及分别设有各自呈接收钩（Aufnahmehaken）形式的、与相应接纳点对置定向的接连点，其中，所述接收销对应于呈抓钩形式的悬架机构并且所述接收钩在外形和取向方面相应于抓钩。利用设计为支撑架的接纳机构可以在升降机与相应悬挂式农具之间设计可负载的中间环节，所述支撑架通过其三角形外形以及相连点在角点上的安放而匹配于商用车的三点式升降机的悬架机构。

在本发明改进方案中，所述接纳点和所述接连点相应设计为接纳机构的能脱开的单独元件。在此，构造成用于接连升降机的接纳点的单独元件和限定成用于接纳悬挂式农具的接连点的单独元件就其布置方式而言可以优选地相对发电机壳体交换，从而发电机壳体能够以相对于升降机定向的方式以其两侧相应装在商用车上。由此发电机转子的转动方向可以匹配于商用车的动力输出轴的转动方向，方式为，发电机壳体相应布置在商用车上，并且与之相应定向地通过动力输出轴进行使转动运动到达发电机单元的至少一个轴上的引入。在本发明意义上，所述单独元件在此尤其被实施为呈接收销和接收钩形式的、可与接纳机构其余组件螺接的单独部件，那么，它们在期望位置处与发电机壳体或支撑架紧固。在此，所述至少一个轴可以实施为插接轴，其可以视发电机壳体的取向而定以不同方式穿过壳体。此外也可以考虑的是，可以把接纳点和接连点设计成就其位置而言匹配于接纳机构，从而可以匹配在升降机侧和悬挂式农具侧的紧固点。

相应于本发明另一设计方案，把接纳机构实施为独立构件，把发电机壳体装在该独立构件上。通过该措施可以用不同于发电机壳体的其他材料制作接纳机构，从而就待装的悬挂式农具而言可以毫无问题地呈现足够的负载能力。那么，接纳机构可以由钢制作，而发电机壳体由铸造材料制成。此外，也能够进行发电机的相应转子的转动方向与商用车的动力输出轴的转动方向的简单匹配，方式为，在发电机壳体与接纳机构之间存在可脱开的相连的情况下，发电机壳体就其定向而言相对接纳机构被简单地翻转。当然原则上也可以考虑接纳机构和发电机壳体的一体式实施方案。

在本发明改进方案中，在至少一个轴与至少一个发电机之间各自设置传动装置，通过该传动装置能够将至少一个轴的转动运动传递到至少一个发电机的各自转子上。通过该措施至少一个发电机的相应转子的转速可以优化匹配于动力输出轴转速，至少一个轴以所述动力输出轴转速运转。由此尤其可以应用结构紧凑的快速运行的发电机。在本发明意义上，所述分别的传动装置可以被实施为圆柱齿轮级（Stirnradstufe）、行星齿轮级（Planetenstufe）或皮带传动或链条传动。此外也可以考虑，通过分别的传动装置的相应设计可以实现有针对性地接通至少一个发电机，从而仅在确定的、期望的工作状态下由发电机进行电流生成。那么在此，这种接通必要时可以通过上级控制器或有针对性地通过车辆驾驶员来引入。

根据本发明另一有利实施方式设置有电子控制器，其与至少一个发电机相连。在此，所述电子控制器优选包括功率电子装置（Leistungselektronik），通过该功率电子装置可以驱控至少一个发电机，其中，该功率电子装置要么可以放置在发电机壳体中，要么可以接纳在独立的、然而结构上与发电机壳体拴连的壳体上。之后，通过功率电子装置进行对至少一个发电机的有针对性的控制，并且必要时也执行对发电机参数，例如温度等的监控。此外也可以通过这种类型的功率电子装置控制至少一个发电机的电接通，从而类似于前述变形方案的机械接通，仅在确定状态下驱动所述至少一个发电机并且生成电流。

按照有利方式，在此，电子控制器具有控制设备，所述控制设备调节至少一个发电机并与数据接口相连。然后通过该数据接口可以进行对商用车和/或悬挂式农具的控制***的接连，并且与之相应地在车辆侧和/或悬挂式农具侧进行对发电机的调节。在此也可以考虑，通过数据接口引入按照软件方式的、使至少一个发电机的转子的转动运动与相应动力输出轴转动方向的匹配。但对此替选的是，也可以在发电机壳体区域内设置相应开关或操作元件，在操纵它们时可以引入对动力输出轴转动方向的上述匹配。此外，除了数据接口也可以设置电流连接口，通过该电流连接口可以由商用车的整车电源或通过悬挂式农具给电子控制器供电，从而在缺少供电的情况下也可以通过至少一个发电机确保电子控制器的功能。然而在本发明范围内也实现了无需连接商用车或悬挂式农具而使驱动电子控制器以及因此使至少一个发电机自给自足地运行。

在本发明改进方案中，至少一个发电机与至少一个输出接口相连。那么，通过所述一个或多个输出接口可以确保尤其在悬挂式农具侧的驱动和/或电气设备供给。在此，发电机要么可以直接与相应输出接口相连，从而可以在输出接口上量取具有发电机频率的交流电压，然而也可以考虑在生成直流电压情况下在中间***整流器，或设置由整流器和一个或多个逆变器建立的直流电压中间电路，从而可以量取具有如下频率的交流电压，该频率不同于发电机频率。此外也可以设置DC/DC变压器，从而至少一个发电机自身生成用于组件、例如用于电子控制器的供给电压。在此，DC/DC变压器也可以后置于输出接口，从而能够以限定了电压水平的、例如12伏或24伏的电压对悬挂式农具进行电力供给。最后也可以考虑设置低电压电池，从而在固定发电机中确保对发电机单元的组件的供电。

相应于本发明的另一设计方案设置有冷却***。在此，在本发明范围内，所述冷却***要么可以是在发电机单元侧的独立冷却，例如风冷或流体冷却，要么可以是与车辆侧冷却回路的相连。在优选设计方案中，发电机单元具有自己的冷却介质泵，其在待冷却组件（例如至少一个发电机以及电子控制器）与热交换器或冷却器之间输送冷却介质。在此，热交换器或冷却器可以放置在发电机单元侧或也可以放置在商用车侧。最后也可以考虑通过商用车或悬挂式农具的工作液压油来冷却。

在本发明改进方案中设置有润滑介质循环回路。这种类型的设计方案有如下优点，通过设置相应润滑介质供给可以可靠润滑发电机单元的运动部件，例如位于中间的传动装置的元件，并且进而降低磨损。在此，润滑介质循环回路优选被构造为具有泵和油底壳的油润滑部。当然对此替选的是，也可以考虑作为浸油润滑的实施方案。

本发明不局限于独立权利要求或从属权利要求的特征的已说明的组合方式。此外，也给出如下可能性：将各个特征彼此组合，以及将根据权利要求、对实施方式的下述说明或直接从附图得到的各个特征彼此组合。权利要求通过应用附图标记对附图的参考不应当限制权利要求的保护范围。

附图说明

本发明其他的有利设计方案由下文对本发明优选实施方式所做的说明得到，其参引附图所示的视图。其中：

图1根据本发明第一优选实施方式示出根据本发明的发电机单元的示意图；

图2示出在商用车升降机区域中的立体图，图1中的根据本发明的发电机单元接合到所述升降机上；

图3示出在升降机区域中的另一立体视图；以及

图4根据本发明第二优选可行性设计方案示出根据本发明的发电机单元的示意图。

具体实施方式

图1根据本发明第一优选实施方式示出根据本发明的发电机单元1的示意图。在此，该发电机单元1包括发电机壳体2，轴3可转动支承在该发电机壳体2中。在此，该轴3在第一端部上构造呈内啮合的轴部段形式的衔接件4，当发电机单元1布置在商用车升降机区域中时，通过该轴部段可以实现与商用车动力输出轴的衔接，该轴部段为了实现此目的而设有对应于相应动力输出轴的花键齿轮轮廓（Keilwellenverzahnungsprofil）或渐开线齿轮轮廓。相反，轴3的与衔接件4对置的端部限定用于接连悬挂式农具输入轴的连接件5，其中，该连接件5在此具有相应于商用车的相应动力输出轴的造型，从而代替在动力输出轴上的直接接连而毫无问题地实现在连接件5上的接连。在此，相对于衔接件4在发电机壳体2的对置的侧上设置连接件5，其中，为实现此目的，轴3穿过发电机壳体2。

此外如图1所示，发电机壳体2还接纳有与轴3同轴地安置的发电机6，其定子7位置固定地布置在发电机壳体2中。在此，在定子7的径向内部区域中设置转子8，该转子8在转动运动时在静止的定子7中感生电压，并且进而生成电能。现在为了引入转子8的转动运动，转子8与轴3通过位于中间的传动装置9相连，该传动装置设计成行星齿轮传动装置。在此，转子8与传动装置的齿圈10相连，而轴3与行星齿轮架11联接，并且太阳轮12可以通过制动器固定在发电机壳体2上。此外，传动装置9的传动比以如下方式选择：当轴3相应于动力输出轴转速地转动运动时，引起转子8的对于发电机6而言是最佳选择的转动运动。相应地可以将结构紧凑且运行快速的电机作为发电机6应用，其生成具有适用于悬挂式农具的电压水平的电流。

此外，在壳体2中接纳有电子控制器13，该电子控制器设置用于驱控发电机6。在此，电子控制器13包括控制设备14，通过控制设备14调节发电机6，并且该控制设备14可以通过设计在发电机壳体2上的数据接口15与商用车相连，以及必要时通过数据总线与悬挂式农具相连。发电机6的调节策略可以通过该数据接口15与在车辆侧和/或在悬挂式农具侧的调节***相应协调，其中，通过控制设备14也可以有针对性地实现通过借助对制动器的驱控使太阳轮12固定来接通发电机6。

此外，定子7与输出接口16相连，通过该输出接口16可以给悬挂式农具的电气设备和/或驱动器供给由发电机6生成的电功率。在此，输出接口16与发电机6直接相连，从而在输出接口16上可以量取具有发电机频率的交流电压。此外，在发电机壳体2中还接纳有冷却***17和润滑介质循环回路18，然而此处基于简明起见仅高度示意性地示出这两者。在此，通过冷却***17可以引起发电机6和电子控制器13冷却，其中，例如通过发电机壳体2上的相应冷却片，冷却***17在此被实施为空气冷却。相反，通过润滑介质循环回路18实现润滑传动装置9的运动部件，其中，为了实现此目的，润滑介质循环回路18例如可以具有泵和油底壳，通过它们有针对性地定量添加润滑介质。

现在为了能够相应设计用于接纳大型的且功能强劲的发电机6的发电机壳体2，利用在发电机壳体2外部的特殊设计方案实现把发电机单元1接连到商用车上，现在要结合图2和图3详细说明这种特殊设计方案：

在图2中，根据本发明的发电机单元1接连在呈拖拉机形式的商用车的在尾侧的升降机19上。在此，该三点式升降机19具有本领域技术人员已知的结构并且由两个下导杆20和21和一个上导杆22组成，它们尤其在图3中可见，基于简明起见在图3中省略发电机壳体2。在此处未示出的液压缸上的导杆20、21和22可由升降机19抬起或降低，从而升降机19的工作高度是可调整的。此外，上导杆22被实施为丝杠，通过其有针对性的长度变化可以调整布置在升降机19上的设备的倾斜度。

现在在此，将发电机单元1接合到升降机19上，其中，发电机单元1（其中图2只能看到连接件5）的轴3通过衔接件4与商用车的在图3中可见的动力输出轴23相连。现在为了使得升降机19虽然有位于中间的发电机壳体2但仍可以用于接纳其他悬挂式农具，其中，在这种情况下通过发电机单元1提供电能用以运行悬挂式农具的各个设备或驱动器，发电机单元1配有呈支撑架24形式的接纳机构，其结构尤其由图3可见。在此，该支撑架24被实施为独立构件，在其上固定发电机壳体2。另外，支撑架24具有三角形外形，其中，在该三角形的角点区域内在发电机壳体2的面对商用车且位于衔接件4那侧的一侧上构造有接纳点25、26和27，通过它们实现将发电机单元1接连在升降机19的下导杆20和21和上导杆22上。在此，这些接纳点均相应被实施为接收销，它们对应于下导杆20和21和上导杆22的相应抓钩。与之相应地，发电机单元1可以通过这些接纳点25至27挂在升降机19上。

相反，支撑架24在发电机壳体2的连接件5的一侧在三角形的角点区域中同样相应构造接连点28、29和30，其他待设置的悬挂式农具可以挂接在这些接连点28、29和30处，并且在此，它们在外形和取向方面相应对应于下导杆20和21以及上导杆22的各个抓钩。也就是说，接连点28至30在此相应被设计为接收钩，其中，就外形和取向而言，接连点28的接收钩相应于下导杆20的抓钩，接连点29的接收钩相应于下导杆21的抓钩，接连点30的接收钩相应于上导杆22的抓钩。因此，其他悬挂式农具能够以相同类型和方式布置在支撑架24上，例如也可以直接布置在前述的升降机19上。与之相应地，发电机单元1可以不影响功能性地安放在升降机19与相应悬挂式农具之间。

图4示出根据本发明的发电机单元31的第二优选可行性设计方案。与前述变型方案的区别是，发电机32在这种情况下不再与轴3同轴地布置，而是轴向偏移地定位，方式为，发电机32的转子33与平行于轴3延伸的转子轴34相连。在此，发电机轴34与轴3一样同样可转动支承在发电机壳体35中，并且此外，通过位于中间的传动装置36（呈牵引传动装置形式）利用链条37与轴3相连。在此，通过牵引传动装置将轴3的转动运动相应传递至转子轴34上。此外，根据图4的设计方案与前述变型方案相同。

因而利用发电机单元1或31的根据本发明的设计方案可以实现，功能强劲且大型的发电机6或32可作为移动单元布置在升降机19上，并且此外，尽管如此升降机19在此仍然可以用于布置其他的悬挂式农具。

附图标记列表

1        发电机单元

2        发电机壳体

3        轴

4        衔接件

5        连接件

6        发电机

7        定子

8        转子

9        传动装置

10       齿圈

11       行星齿轮架

12       太阳轮

13       电子控制器

14       控制设备

15       数据接口

16       输出接口

17       冷却***

18       润滑介质循环回路

19       升降机

20       下导杆

21       下导杆

22       上导杆

23       动力输出轴

24       支撑架

25       接纳点

26       接纳点

27       接纳点

28       接连点

29       接连点

30       接连点

31       发电机单元

32       发电机

33       转子

34       转子轴

35       发电机壳体

36       传动装置

37       链条

Claims (10)

1.一种用于农用或市政商用车、尤其是拖拉机的发电机单元（1；31），所述发电机单元包括发电机壳体（2；35）和至少一个轴（3），所述轴能转动支承地穿过所述发电机壳体（2；35）并且在第一端部上构造有用于所述商用车的动力输出轴（23）的衔接件（4），同时由所述至少一个轴（3）在第二端部上限定用于悬挂式农具的输入轴的连接件（5），其中，在所述发电机壳体（2；35）中接纳有至少一个发电机（6；32），所述至少一个发电机能够通过所述至少一个轴（3）驱动，其特征在于，对此设置有接纳机构，所述接纳机构与所述发电机壳体相连并且在所述至少一个轴（3）的第一端部侧构造有用以接连所述商用车的升降机（19）的悬架机构的接纳点（25、26、27），而所述接纳机构在所述至少一个轴（3）的第二端部侧具有用以接纳悬挂式农具的接连点（28、29、30），其中，所述接纳机构的所述接连点（28、29、30）与所述升降机（19）的所述悬架机构相应地在外形和取向方面对应。

2.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，所述接纳机构被实施为具有三角形外形的支撑架（24），所述支撑架在角点区域内分别设有各自呈接收销形式的接纳点（25、26、27）以及分别设有各自呈接收钩形式的、与相应接纳点（25、26、27）对置定向的接连点（28、29、30），其中，所述接收销对应于呈抓钩形式存在的所述悬架机构并且所述接收钩在外形和取向方面相应于所述抓钩。

3.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，所述接纳点（25、26、27）和所述接连点（28、29、30）相应设计为所述接纳机构的能脱开的单独元件。

4.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，把所述接纳机构实施为独立构件，把所述发电机壳体（2；35）装在所述独立构件上。

5.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，在所述至少一个轴（3）与所述至少一个发电机（6；32）之间各自设置传动装置（9；36），通过所述传动装置能够将所述至少一个轴（3）的转动运动传递至所述至少一个发电机（6；32）的各自转子（8；33）上。

6.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，设置有电子控制器（13），所述电子控制器与所述至少一个发电机（6；32）相连。

7.根据权利要求6所述的发电机单元，其特征在于，所述电子控制器（13）具有控制设备（14），所述控制设备调节所述至少一个发电机（6；32）并与数据接口（15）相连。

8.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，所述至少一个发电机（6；32）与至少一个输出接口（16）相连。

9.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，设置有冷却***（17）。

10.根据权利要求1所述的发电机单元，其特征在于，设置有润滑介质循环回路（18）。

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