Усовершенствованный электрический телескопический погрузчик Российский патент 2023 года по МПК B66F9/00 

Настоящее изобретение относится к электрическому телескопическому погрузчику, в частности, к телескопическому погрузчику, который может быть или гибридным или «full-electric», то есть полностью электрическим.

Известны телескопические погрузчики («telehandlers»), состоящие из транспортного средства, оснащенного подвижной рамой на колесах, кабиной водителя и рабочим рычагом, который может быть выдвинут телескопически.

На дальнем конце рычага имеется средство для подъема и/или перемещения грузов, такое как, например, вильчатый захват, корзина, боковой перегрузочный узел, подъемный механизм и т.д.

Как правило, телескопические погрузчики снабжены двигателем А внутреннего сгорания дизельного типа, приводящим в действие гидростатический насос В, который управляет гидростатическим двигателем С, воздействующим на один из дифференциалов D1, соединенный, в свою очередь, с другим дифференциалом D2 посредством карданного вала Е так, чтобы обеспечивать вращение четырех колес R, на которых перемещается транспортное средство (см. схематическое изображение, показанное на фиг. 1).

Кроме того, этот же гидростатический насос В управляет приводом F для приведения в действие гидравлического распределителя G, который, в свою очередь, приводит в действие цилиндры, обеспечивающие перемещение, например, указанных рычага, средства для подъема и т.д.

В последнее время, для снижения энергопотребления и повышения экологической безопасности, разработаны электрогидравлические телескопические погрузчики, снабженные двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем, получающим энергию от аккумулятора, и гидростатической трансмиссией.

Однако известные гибридные решения не устраняют полностью ограничения, связанные с эффективностью, а также проблемы с сильным шумом и загрязнениями, которые обычно неблагоприятно воздействуют на телескопические погрузчики и другие рабочие транспортные средства.

В связи с этим, техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в создании телескопического погрузчика с электрическим движителем, устраняющего ограничения предшествующего уровня техники.

Указанная задача решена путем создания телескопического погрузчика, выполненного в соответствии с п. 1 формулы изобретения.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из неограничительного описания предпочтительного, но не исключительного варианта выполнения электрического телескопического погрузчика, показанного на сопроводительных чертежах, на которых

на фиг. 1 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика в соответствии с уровнем техники,

на фиг. 2 показан вид сбоку одного из возможных телескопических погрузчиков, выполненного в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 3 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика, выполненного в соответствии с первым вариантом выполнения,

на фиг. 4 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика, выполненного в соответствии со вторым вариантом выполнения,

на фиг. 5 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика, выполненного в соответствии с третьим вариантом выполнения,

на фиг. 6 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика, выполненного в соответствии с четвертым вариантом выполнения,

на фиг. 7 представлено схематическое изображение движительной системы телескопического погрузчика в соответствии со второй версией варианта выполнения, показанного на фиг. 4,

на фиг. 8 представлено схематическое изображение третьей версии варианта выполнения настоящего изобретения, показанного на фиг. 4 и 7, и

на фиг. 9 представлено схематическое изображение другой версии варианта выполнения, показанного на фиг. 4, 7 и 8.

На чертежах номером 1 позиции обозначен в целом телескопический погрузчик с электрическим движителем в соответствии с настоящим изобретением. Предложенный телескопический погрузчик 1 может быть с неповоротным, а также поворотным, причем во втором случае он снабжен поворотной башней 10, перемещаемой с помощью гидравлического исполнительного механизма. В обоих случаях настоящее изобретение содержит подъемный рычаг 11, который шарнир но соединен с рамой или башней 10 и может быть поднят и телескопически выдвинут с использованием специальных исполнительных механизмов, в частности, гидравлических цилиндров.

Помимо этого, рычаг 11 на своем дальнем конце имеет соединительное средство 12, обеспечивающее возможность снятия и замены средства для подъема и/или перемещения грузов, которое, в свою очередь, может быть снабжено гидравлическим исполнительным механизмом.

Кроме того, погрузчик 1 имеет стабилизаторы 13, рычаги которых могут приводиться в действие соответствующими гидравлическими исполнительными механизмами, например, гидравлическими цилиндрами.

Предпочтительно все гидравлические исполнительные механизмы, имеющиеся в погрузчике 1, приводятся в действие гидравлическим распределителем 2, смонтированным на транспортном средстве 1 и приводимым в действие гидравлическим насосом 21. При этом насос 21, распределитель 2 и все исполнительные механизмы, а также любые другие компоненты, участвующие в обеспечении перемещений телескопического погрузчика, за исключением поступательного продвижения, в дальнейшем будут рассматриваться в целом как «средства перемещения».

Кроме того, погрузчик 1 может быть снабжен кабиной 14 оператора, или кабина может отсутствовать, и тогда погрузчиком управляют дистанционно, как изложено более подробно в дальнейшем.

Помимо аспектов, описываемых в данном документе, погрузчик 1 в целом может иметь те же признаки, что и телескопические погрузчики, известные из уровня техники.

Погрузчик 1 содержит четыре приводных колеса 3, которые могут быть приведены в действие различными способами в соответствии с различными вариантами выполнения данного изобретения. В общих чертах, настоящее изобретение содержит тяговые средства 3, 51, 52, которые содержат соответствующие приводные колеса 3.

В соответствии с важным аспектом настоящего изобретения погрузчик 1 снабжен одним или более электродвигателями 4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, соединенными непосредственно с тяговыми средствам и/или со средствами перемещения без использования какого-либо другого промежуточного гидравлического компонента, в частности, без использования гидростатического привода.

В частности, между электродвигателем (или электродвигателями) 4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 и приводными колесами 3 может быть выполнена трансмиссия, которая не содержит гидравлических компонентов, в частности, гидростатического двигателя, и, соответственно, является исключительно механической.

Следует отметить, что каждый электродвигатель 4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 в соответствии с изобретением снабжен электронным блоком управления, таким как, например, инвертер с необходимыми рабочими электронными схемами, и может иметь систему охлаждения, например, водяного типа.

Далее приведено описание четырех возможных вариантов выполнения настоящего изобретения, предложенных для повышения эффективности, которые имеют отношение к приводу, трансмиссии и тяге и которыми не исчерпываются все возможные варианты выполнения погрузчика 1.

В соответствии с первым вариантом выполнения, схематически проиллюстрированным на фиг. З, погрузчик 1 содержит два тяговых средства, одно из которых расположено спереди, а второе расположено сзади, каждое из которых содержит соответствующую ось 51, 52, на противоположных концах которых закреплены приводные колеса 3, при этом две оси 51, 52 соединены карданным соединением 53.

Одно из тяговых средств, например, переднее тяговое средство, имеет сцепное средство 6, оснащенное муфтой, посредством которой электродвигатель 4 соединен с осью 51.

Помимо этого, настоящее изобретение может содержать зубчатые колеса 9, например, с двумя передаточными отношениями, предназначенные для обеспечения возможности соединения соответствующих электродвигателей с осями 51, 52.

Зубчатые колеса 9 могут быть прикреплены непосредственно к осям 51, 52, как показано на фиг. 3, 4, 5, 7, 8 и 9, или, в соответствии с не проиллюстрированной версией данного изобретения, они могут быть расположены соосно с осями и соединены с ними посредством двух соответствующих карданных соединений.

Помимо этого, в соответствии со всеми вариантами выполнения и версиями настоящего изобретения, в которых тяговые средства содержат кинематический механизм для обеспечения соединения между тяговым электродвигателем 4, 41, 43, 44 и колесами 3, для соединения между вышеупомянутым двигателем и механическими частями соответствующего тягового средства может быть предусмотрен мотор-редуктор.

В действительности, несмотря на то что механические части, обычно используемые в этом типе транспортного средства 1, рассчитаны на работу со скоростью приблизительно 4000 - 5000 оборотов в секунду, скорость электродвигателя при этом доходит до 8000 - 10000 оборотов в секунду.

Этот же двигатель 4 также соединен с насосом 21, приводящим в действие распределитель 2.

Благодаря такому конструктивному выполнению как поступательное продвижение транспортного средства 1, так и активация его перемещений могут быть выполнены с помощью одного электродвигателя 4.

Кроме того, телескопический погрузчик 1 выполнен с аккумулятором или блоком 7 аккумуляторов для электропитания двигателя 4, причем указанный аккумулятор или указанный блок может быть подзаряжен от внешнего источника энергии, такого как, например, электросеть.

Следует отметить, что блок 7 аккумуляторов (или блоки 7, 7') этого и других вариантов выполнения и версий изобретения может относиться к аккумуляторам литий-железо-фосфатного типа, которые, в частности, особенно пригодны для рассматриваемого применения, где рабочие температуры иногда достигают весьма высоких значений, поскольку для таких аккумуляторов характерна весьма низкая опасность возникновения возгорания или взрыва.

В соответствии со вторым вариантом выполнения, который показан на фиг. 4, 7, 8 и 9 и аналогичен, но не идентичен первому варианту выполнения, имеются два электродвигателя 41, 42, причем первый двигатель 41 соединен с тяговыми средствами 3, 51, тогда как второй двигатель 42 соединен с насосом 21 средств перемещения.

В этом случае сцепное средство 6, предусмотренное в первом варианте выполнения, не является необходимым, при этом первый двигатель 41 соединен непосредственно с одной или двумя осями 51, 52, которые всегда соединены карданным валом 53.

В соответствии с первой версией этого варианта выполнения, показанной на фиг. 4, вышеупомянутый аккумулятор или вышеупомянутый блок 7 аккумуляторов обеспечивает электропитание обоих двигателей 41, 42 и, естественно, находится на транспортном средстве 1.

В соответствии со второй версией, показанной на фиг. 7, погрузчик 1 содержит по меньшей мере два блока 7, 7' аккумуляторов, каждый из которых соединен с двумя электродвигателями 41, 42.

Очевидно, что количество блоков 7, 7' определяется необходимой автономностью работы.

Фактически, если погрузчик 1 не имеет кабины или в любом случае предназначен для перевозки с помощью грузовика с автономным питанием, или с помощью аналогичного оборудования, между местом работы и местом хранения, нет необходимости иметь более одного аккумулятора 7, хотя наличие множества блоков 7, 7', безусловно, не является недостатком.

Если необходима большая автономность, например, при передвижении по дорогам между близлежащими местами производства работ, более удобной является версия с наличием двух блоков 7, 7', показанная на фиг. 7.

Как в версии с одним блоком 7, так и в версии с несколькими блоками 7, 7' погрузчик 1 имеет на высоте шасси, то есть рамы, переносимой колесами и поддерживающей рычаг 11, башню 10 и/или кабину, наружные электрические розетки, присоединенные с аккумуляторами 7, 7' для подачи энергии внешним потребителям, например, рабочим инструментам (бурам, завинчивающим приспособлениям, отбойным молоткам и т.п.)

Следует отметить, что, как уже было указано выше, блоки 7, 7' аккумуляторов во всех вариантах выполнения и версиях изобретения могут быть подзаряжены с использованием электросети, путем так называемого «включения вилки в розетку», даже несмотря на то, что для простоты описания эта особенность схематически проиллюстрирована только на фиг. 7, 8 и 9.

В соответствии с другой версией варианта выполнения, показанной на фиг. 8, блок 7 аккумуляторов соединен с двигателем 8 внутреннего сгорания, предпочтительно, но не исключительно, с дизельным двигателем, например, с двигателем так называемого « Stage V» типа.

В соответствии с настоящим изобретением двигатель 8 внутреннего сгорания предназначен исключительно для зарядки аккумулятора 7 (или аккумуляторов 7, 7') или блоков 7, 7' аккумуляторов.

Двигатель 8 снабжен баком для топлива и настроен для подзарядки аккумулятора 7 с использованием генератора.

Это гибридное конструктивное выполнение обеспечивает возможность повышения автономности погрузчика 1, что позволяет увеличить продолжительность передвижения по дорогам.

В соответствии с предпочтительным, но не обязательным, аспектом двигатель 8 внутреннего сгорания размещен в контейнере или в «выдвижном средстве», которое может быть выдвинуто и задвинуто скрытым образом посредством шасси или в шасси погрузчика 1 для облегчения технического обслуживания. Как вариант, доступность двигателя может быть обеспечена посредством люка, выполненного в кожухе шасси.

На фиг. 9 показана другая версия погрузчика 1 с двумя электродвигателями 41, 42, содержащего по меньшей мере два блока 7, 7' аккумуляторов, каждый из которых выполнен с возможностью подзарядки, по мере необходимости, с использованием двигателя 8 внутреннего сгорания.

Следует отметить, что в погрузчике 1 двигатель 8 внутреннего сгорания используется исключительно для зарядки аккумуляторов, при этом он не соединен с электродвигателями 41, 42.

Настоящее изобретение может содержать блок управления, выполненный с возможностью автоматического управления приведением в действие подзаряжающего двигателя 8 внутреннего сгорания, если выявлено падение заряда аккумуляторов 7, 7' ниже заданного порогового значения.

Описание различных версий второго варианта выполнения настоящего изобретения, относящееся к блокам 7, 7' аккумуляторов и двигателю 8 внутреннего сгорания, также может быть применено, с соответствующими поправками, к различным вариантам выполнения настоящего изобретения, описываемым в данном документе. Соответственно, описание различных возможных опций, проиллюстрированных выше, не будет повторяться для каждого другого варианта, даже если предполагается, что в этом варианте такие опции могут быть применены.

В соответствии с третьим вариантом выполнения настоящее изобретение содержит два электродвигателя 43, 44 для перемещения двух тяговых средств 3, 52, 52, каждый из которых соединен непосредственно с соответствующей осью 51, 52, как схематически показано на фиг. 5.

В этом случае отсутствует необходимость в использовании карданного вала, который был использован в описанных выше вариантах выполнения.

Как и во втором варианте выполнения, электродвигатель 45 используется специально для средств 2, 21 перемещения и соединен непосредственно с насосом 21, питающим распределитель 2.

Все три электродвигателя 43, 44, 45 получают энергию от вышеупомянутого блока 7 аккумуляторов.

В соответствии с четвертым вариантом выполнения, схематически проиллюстрированным на фиг. 6, погрузчик 1 содержит четыре приводных средства 3, 46, 47, 48, 49, каждое из которых содержит соответствующее приводное колесо 3, приводимое в движение соответствующим электродвигателем 46, 47, 48, 49.

В этом случае отсутствует необходимость в осях, соединяющих колеса, как это имеет место в других вариантах выполнения, описанных в данном документе.

Четыре двигателя 46, 47, 48, 49 получают энергию от указанного выше блока 7 аккумуляторов, расположенного на транспортном средстве 1.

Настоящее изобретение, в соответствии с вышеописанными четырьмя вариантами выполнения или другими возможными версиями, реализующими предложенную идею изобретения, обеспечивает возможность осуществления поступательного продвижения и перемещений погрузчика 1 благодаря исключительно электрическому движителю при отсутствии гидростатической трансмиссии и, таким образом, обеспечивает усовершенствование в отношении эффективности, шума и экологической устойчивости по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Как было упомянуто выше, управление предложенным электрическим телескопическим погрузчиком 1 может быть полностью дистанционным при отсутствии кабины и расположенных в ней соответствующих средств управления, которыми в транспортных средствах предшествующего уровня техники манипулируют вручную.

На практике органы управления транспортным средством, предназначенные для перемещения рычага и работы стабилизаторов, расположены не на транспортном средстве, а на дистанционном блоке управления, например, на радиопередающем дистанционном блоке управления.

В этом случае предусмотрены средства управления, расположенные на погрузчике 1 и выполненные с возможностью управления работой двигателя или двигателей, а также распределителя 2.

Средства управления, которые могут содержать электронный блок управления (также типа того, который обычно имеется на погрузчике 1) или другой электронный блок обработки, выполнены с возможностью приема сигналов управления с дистанционного блока управления, а также с возможностью управления работой двигателя и распределителя 2 в зависимости от принятых сигналов управления.

В соответствии с одним конкретным вариантом выполнения, который актуален для поворотных телескопических погрузчиков, башня 10 является электроуправляемой.

В частности, зубчатая рейка для перемещения башни 10 может быть соединена с червячным винтом, встроенным или не встроенным в поворотный стол, причем червячный винт в этом случае приводится в действие электродвигателем, соединенным с блоком управления и с органами управления в кабине.

Следует отметить, что, в принципе, существуют различные типы электрического приведения в действие башни, даже без зубчатой рейки, например, с использованием линейного двигателя с изогнутыми магнитами, определяющими круговую траекторию.

Независимо от выбранного типа электрического приведения в действие, двигательные средства для поворота зубчатой рейки получают энергию от блока аккумуляторов или блоков 7, 7' аккумуляторов вышеупомянутого типа.

Версия с башней, приводимой в действие электрическим образом, может быть объединена с другими различными вариантами выполнения, проиллюстрированными в этом описании.

Изобретение относится к электрическому телескопическому погрузчику. Электрический телескопический погрузчик содержит одно или более тяговых средств, средства перемещения, электродвигатели, два приводных средства. Тяговые средства имеют по меньшей мере одно приводное колесо. Средства перемещения содержат гидравлические исполнительные механизмы, гидравлический распределитель для приведения в действие указанных исполнительных механизмов и насос для питания указанного распределителя. По меньшей мере один электродвигатель соединен непосредственно с тяговым средством и/или с насосом средств перемещения. По меньшей мере один электродвигатель соединен с приводным средством, а второй соединен с насосом средств перемещения. По меньшей мере один электродвигатель соединен непосредственно с осью, соединенной с приводными колесами. Каждое из приводных средств имеет свою собственную ось и карданный вал. Карданный вал соединяет указанные две оси. Достигается возможность осуществлять как поступательное перемещение погрузчика, так и движение его рабочих органов, с помощью только электрического двигателя, с обеспечением при этом высокой эффективности и экологической безопасности. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Электрический телескопический погрузчик (1), содержащий

одно или более тяговых средств (3, 51, 6), имеющих по меньшей мере одно приводное колесо (3),

средства перемещения, содержащие гидравлические исполнительные механизмы, гидравлический распределитель (2) для приведения в действие указанных исполнительных механизмов и насос (21) для питания указанного распределителя (2),

по меньшей мере один электродвигатель (4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49), соединенный непосредственно с тяговым средством и/или с указанным насосом (21) средств перемещения, и

по меньшей мере два электродвигателя (41, 42, 43, 44), один из которых соединен с приводным средством (3, 51), а второй соединен с насосом (21) средств перемещения,

причем по меньшей мере один электродвигатель (41, 43) соединен непосредственно с осью (51), соединенной с приводными колесами (3) и содержащейся в приводном средстве,

и причем телескопический погрузчик (1) содержит два приводных средства, каждое из которых имеет свою собственную ось (51, 52), соединяющую два приводных колеса (3), и карданный вал (53), соединяющий указанные две оси.

2. Телескопический погрузчик по п.1, в котором между электродвигателем (4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49) и приводными колесами (3) имеется трансмиссия без гидравлических компонентов.

3. Телескопический погрузчик по п.1 или 2, содержащий приводное средство, имеющее по меньшей мере одну ось (51, 52), к которой прикреплены приводные колеса (3), и сцепное средство (6), снабженное муфтой, посредством которой электродвигатель (4) соединен с указанной осью.

4. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-3, в котором электродвигатель, соединенный с приводным средством, соединен также с насосом (21).

5. Телескопический погрузчик по п.1, содержащий аккумулятор или блок (7) аккумуляторов, обеспечивающий питание обоих электродвигателей.

6. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-5, не имеющий кабину и органы управления, выполненный с возможностью управления вручную и содержащий электронный блок управления, предназначенный для приема сигналов управления от дистанционного пульта управления и для управления работой электродвигателя (4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49) и распределителя (2) в соответствии с принятыми сигналами управления.

7. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-6, содержащий по меньшей мере два блока (7, 7') аккумуляторов для обеспечения питания одного или более электродвигателей (4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49).

8. Телескопический погрузчик по п.7, в котором оба вышеупомянутых блока (7, 7') аккумуляторов соединены с вышеупомянутыми электродвигателями (41, 42, 43, 44).

9. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-8, содержащий по меньшей мере один двигатель (8) внутреннего сгорания, предназначенный исключительно для подзарядки одного или более блоков (7, 7') аккумуляторов, предусмотренных для обеспечения питания двигателя или электродвигателей (4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49).

10. Телескопический погрузчик по п.8 или 9, в котором оба блока (7, 7') аккумуляторов выполнены с возможностью подзарядки посредством указанного двигателя (8) внутреннего сгорания.

11. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-10, в котором в состав одного или более приводных средств (3, 51, 6) входит мотор-редуктор, соединенный с соответствующим электродвигателем (4, 41, 43, 44).

12. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-11, содержащий по меньшей мере одну наружную розетку, соединенную с одной или более батареями (7, 7') аккумуляторов, установленными на указанном погрузчике (1), для обеспечения питания внешних потребителей.

13. Телескопический погрузчик по любому из пп.9-12, в котором двигатель (8) внутреннего сгорания размещен в контейнере, который может быть выдвинут и задвинут.

14. Телескопический погрузчик по любому из пп.1-5 и 7-13, содержащий поворотную башню (10), выполненную с возможностью приведения в действие электрическим образом.

15. Телескопический погрузчик по п.14, в котором башня (10) соединена с поворотной зубчатой рейкой, взаимодействующей с червячным винтом, приводимым в движение электродвигателем.