具有特殊轴承设计的倾斜辅助部件拖挂装置的制作方法

专利名称：具有特殊轴承设计的倾斜辅助部件拖挂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将辅助部件连接在拖拉机上的拖挂组件(hitch assembly)。所述辅助部件可以是铲斗或运土辅助部件，并且所述拖拉 机可以是滑移转向装载机或相应机器。
背景技术：
拖拉机和小型装载机例如在美国由Bobcat 、 Mustang 和 Caterpillar⑧制造的拖拉机和小型装载机得到广泛采用。尽管通用型式经 常可以接受多种不同的连接装置，但通常采用前铲斗。其经常在房屋建 筑项目中用于挖掘和清除土、送入混凝料，并且还经常用于校平。大多数拖拉机和铲斗组合的局限在于铲斗固定在与拖拉机纵向轴 线相平行的轴线的旋转定向上。因此，校平具有特殊倾斜度的地面(例 如在公路或庭院中需要的)会耗时并极大地取决于操作者技能。申请人已知己经做出至少一种尝试使铲斗辅助部件可以相对于拖 拉机倾斜成一定角度。由于通常在拖拉机与辅助部件例如铲斗之间采用 中间拖挂组件，因此对拖挂组件做出改进。然而，这种结构证明是使用 困难并且精度高，需要使用者对拖挂部件的每一新的预先设定进行人工 操作。实现这一点很难并在杂质例如泥或土堵塞系统的情况下更难。尽 管允许旋转铲斗倾斜，但(当操作者要完成时)这一点不是容易改变的。 其次，不能在允许的倾斜限度内进行无限可变调节，并且局限于仅在一 个旋转方向上可以倾斜。第三，其笨重而且庞大，提高了拖挂组件的深 度(从前到后)和重量。以上这些因素相当重要，因为它们直接影响拖拉机和辅助部件组合 的载荷操纵能力。标准拖挂装置具有很大的深度，从而使拖拉机和铲斗 中载荷的质量中心向前移动。这样增大了拖拉机前翻的可能性。重量增 大也导致类似的问题。申请人在前已经设计了倾斜拖挂组件的一种实施方式，其设法解决
上述手动装置的一些局限。尽管有效，但这种包括单独可拆除旋转(轴 承)组件的设计使两个框架构件可以相对旋转，这样受到许多局限，影 响了它的实用性和通用性。
例如，在样机中采用的单独轴承设计具有许多局限或缺陷。其中之 一是为了获得足够的强度和刚度所采用的轴承的尺寸阻碍其用于具有 内部安装软管的辅助部件(例如Bobcat⑧牌辅助部件)。这是明显的限 制，并且试图解决这一问题会使软管受到损坏。
轴承结构还导致拖挂装置前后尺寸大于所需尺寸。这样产生许多缺 陷，最大的问题是辅助部件上的载荷进一步向前定位，干扰了拖拉机/ 载荷组合的平衡和重心并且可能需要在拖拉机后部设置配重(从而降低 了拖拉机的总体性能)。拖挂组件厚度有任何的减小都可以产生明显的 益处。在样机中所采用的轴承结构还影响背面的设计，并且在前模型需要 专用的板安装在后部，这限制了使用者对特殊品牌的拖拉机的选择。提 供在多个品牌的设备制造者中具有通用用途的拖挂组件是一个有效的特征。
从制造的角度，以上设计是劳动密集型设计，并且有几个特征造成 在特殊点上应力集中。这一问题往往集中在轴承周围。轴承和安装设计 还影响到框架部件的设计，以及它们控制载荷和应力的能力。有利的考 虑是提高轴承结构周围的应力分布。
因此需要提供一种深度(从前到后)减小的改进拖挂组件。还需要 提供一种改进的方案，允许改变铲斗或其它辅助部件的倾斜度。
因此，本发明的目的是解决以上问题。
本发明的另一目的是提供一种拖挂组件，其允许所连接的辅助部件 例如铲斗在围绕与拖拉机纵向轴线基本上相平行的轴线旋转时相对于 拖拉机改变倾斜度。
最低程度本发明的目的是向公众提供有用的备选选择。 通过实例方式并参照之后的说明对本发明的各个方面进行描述。

发明内容
根据本发明的一方面，提出一种用于将辅助部件连接在拖拉机上的 拖挂组件，该拖挂组件至少包括
可以连接在所述拖拉机上的第一框架部分，以及 可以与所述辅助部件相连的第二框架部分；所述框架部分中的一个包括结合在其结构上轴承支承件，并且该轴 承支承件作为对与另一框架部分相连的旋转轴承部分的导向件。所述拖挂组件的特征在于，所述第一和第二框架部分在允许范围内 彼此相对旋转。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述轴承支承件在外观上基本上是一段管。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述轴承支承件包括构件组成的结构，每个构件在端部基本上是弧形 的并且在与它们相关的框架上它们的位置上共同在外观上基本上形成 虚拟管。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述轴承支承件是有助于提高与其相关的框架部分的强度和刚度中 的任意一个或二者的承载或加强构件。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 屮轴承支承件通过焊接、熔接或以其它方式结合在与其相关的框架部分^ 根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述旋转轴承部分直接或间接接靠在轴承支承件上并且可以相对于 其旋转。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中旋转轴承部分在外观上基本上是盘状，或者是具有中心去除部分的盘 状。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中旋转轴承部分具有圆柱形中心去除部分，并接靠在与框架部分相连的 内和外轴承支承件上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中具有低摩擦系数的材料定位在所述轴承支承件与旋转轴承部分的相 邻面之间。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中滚珠或滚柱轴承定位在轴承支承件与旋转轴承部分之间。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中用于轴承的座圈设置在轴承支承件和旋转轴承构件中的任意一个或二者上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中旋转轴承部分包括分隔相对于外部旋转的内部的轴承，所述内部和外 部中的任意一个接靠在所述轴承支承件上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中设置一个或多个环或垫片以有助于定位旋转轴承构件。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述环或垫片可拆除地连接在所述轴承支承件上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述旋转轴承部分可拆除地连接在与其相关的框架部分上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中旋转轴承部分通过螺栓连接在所述框架部分上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述旋转轴承部分一体连接或不可拆除地连接在与其相关的框架部 分上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述轴承支承件与所述第二框架部分相关。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述旋转轴承部分与所述第一框架部分相关。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中第二框架部分的主体部分基本上是开口的箱形构造。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中第一框架部分具有在外观上基本上为平面的主体部分。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中当观察其主面中的一个时，所述轴承支承件相对于与其相关的框架部 分基本上居中定位。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中框架部分的相邻面基本上共同延伸。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述第一框架部分包括用于安装在拖拉机上的连接装置。
根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述第二框架部分包括用于安装辅助部件的连接装置。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述辅助部件是铲斗。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中所述拖拉机是装载机。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中设置定向装置用于设定和/或保持所述框架部分的相对定向。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置是手动调节的。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置包括齿条型系统、凸轮结构或螺钉和螺母型结构。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置包括一个或多个动力缸。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置是液压操作的。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置在拖拉机的驾驶室或在拖拉机的其它地方可以远程控制的。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置包括在每端与不同的两个所述框架部分相连的液压缸。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中定向装置通过控制电路进行远程控制。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中控制电路具有传感器输入装置，其包括感受由激光型校平传送装置产 生的光的光检测器，控制电路评估这一信息以控制定向装置。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中设置两个所述的光检测器并将它们安装在所述第二框架部分上。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中控制电路与GPS定位结构通信以确定拖拉机和所安装的辅助部件中 任意一个或二者的位置；控制电路还设置用于接收包括等高线图的数 据；控制电路评估GPS和等高线图数据以控制定向装置。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其
中控制电路具有用于控制安装在拖拉机上的拖挂组件高度的输出装置。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中控制电路具有用于向显示器提供操作者可视的信息的输出装置。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中显示器包括引导操作者对拖挂组件定向的信息。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中包括用于实现辅助部件安装销释放的动力缸。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中通过液压操作销释放动力缸。根据本发明的另一方面，提出一种基本上如上所述的拖挂组件，其 中从拖拉机的驾驶室或拖拉机其它位置远程操作销释放动力缸。为了进行说明，"拖拉机"被定义为任何动力驱动的车辆、轮式和/ 或履带式车辆，实用辅助部件例如装载机铲斗等可以连接在其上。这一 定义包括有时被称为装载机或铲土机械的车辆，尤其包括滑移转向装载机以及例如在美国由Bobcat⑧、Mustang⑧和Caterpillar⑧制造的这种类型的装载机。同时包括例如由澳大利亚Dingo⑧制造的小型车辆和装置。 本发明包括能够用在拖拉机和辅助部件中间以向辅助部件提供附加功能的拖挂装置。所述附加功能是使辅助部件通常在有限范围内围绕与拖拉机纵向轴线相平行的轴线旋转的能力。更具体地，本发明允许改变辅助部件围绕大体上与拖拉机纵向轴线平行的轴线的相对旋转定向(在典型的安装件安装中)。旋转程度受到 限制，并且经常受到设定和/或保持旋转程度的定向装置的部件设计和选 择的限制。尽管可以设置从标准水平定向成土45。的延伸旋转范围，但可 以想到大多数实施方式是处于士22.5。的更小范围内，优选在土10。内。对 于大多数应用可以想到需要小于6。的倾斜度(旋转角度)，仅有特殊的 情形或应用需要更大的角度。本发明的拖挂装置包括通常所称的第一和第二框架部分。术语"框 架"应该在其最广义的意义下得到使用并且可以仅包括板或更复杂的结 构。实质上，"框架"应该是能够实现其所需功能的构造。从在此给出的 描述中将会更清楚地了解到，这些功能通常包含起到与其相连的多个部 件之间的支承结构的作用。在本发明的拖挂装置中，两个框架部分能够彼此相对旋转。优选地， 一个框架部分与拖拉机相关联并且可以接合或连接在其上。另一框架部 分与同其接合或连接的辅助部件相关联。可以设置与框架部分相连的中 间接头部分并使其与拖拉机和/或辅助部件相连。它们能够被用于使本发 明的实施方式用于不同制造者的拖拉机上。应该想到还可以在框架部分 本身上设置用于特殊品牌的拖拉机的安装结构一参见下文。在本发明的优选实施方式中，与拖拉机相关联的框架部分包括"通 用"型背部。该背部可以装配不同接头组件，该不同接头组件使得拖挂 装置可以安装在不同品牌拖拉机上，所述拖拉机可以采用特殊或专有辅 助部件安装结构。所述背部还可以被构造成装配特殊安装结构(对其它 安装结构选择装配多种接头组件)，或者可以包括半永久或永久固定的 接头组件。本发明通过允许框架部分相对旋转而实现辅助部件的角度调节。这 一点在本发明的优选实施方式通过将轴承结构至少部分地结合在一个 框架部分上来实现。可以是任意一个框架部分，尽管如此为了描述简化， 我们将讨论一种轴承组合与连接在辅助部件上的框架部分相关联的结 构(除非另有说明)。详细说明将描述轴承主要结合在连接于拖拉机上 的框架部分上的备选实施方式。该结构不适用于多个拖拉机，因为框架 的部件与拖拉机上的部件干涉。然而，在一些模型上这一问题并不存在 并且可以采用所述备选的实施方式。在一些情况中，轴承结构的一部分 可以进一歩向后定位，在设置于拖拉机下方的槽内。从而导致辅助部件 框架部分的前部进一歩向后定位(相对于拖拉机的纵向轴线)，优点就 在于保持质量中心(当存在加载铲斗时)进一步靠后，由此进一歩降低 了对设置配重的任何需要。存在多种不同的方式使轴承与框架部分至少部分地结合。在本发明 的优选实施方式中，用于轴承组件的支承件结合在框架部分上(我们通 常所称的"前部")。在优选实施方式中，这一支承件实际上是圆柱形(或 者更具体地是去除内部的圆柱形)，并焊接或熔接在框架部分上。其它 制造技术可以将支承件与框架部分一体铸造，或者通过其它方式将支承 件结合在框架部分上。然而，当考虑构造和制造时需要注意支承件元件 和框架部分之间的关系。例如，对倾斜拖挂装置更早实施方式的试验表明在轴承与框架部分 的连接周围产生相当高的应力。在前通过螺栓连接的单独轴承结构中，
高应力局部集中并且是关注的问题。这也需要加强装置以应对这些应 力。对本发明优选实施方式的设计的仿真和分析显示这些应力此时更均 匀地围绕支承件分布，并避免了局部应力集中。这代表了极为可行的优 点，尤其就产品寿命来说，并简化了构造(不必通过加强强度来解决应 力集中问题)。另一潜在的优点与将至少轴承支承件结合在框架部分上相关也得 到实现。该结构明显有助于相关框架部分的强度和刚度的提高，使应用 者可以避免将所有框架部分都制造成具有相当多的肋或者为了提高强 度和刚度而制成箱形构造。因此，在优选实施方式中，前框架部分可以 是相对较轻的开口箱形构造，用于封装液压辅助部件释放缸。同时目前， 后框架可以基本上由板形成，这是使拖挂组件从前到后的尺寸减小的有 效和重要因素。如在前所述，所述尺寸对装配中间拖挂装置的拖拉机和 辅助部件的性能具有明显的影响，拖挂装置厚度越大，辅助部件越向前 移动，拖拉机的载荷承载能力越小(以及所需的配重越大)。本发明还减小了由轴承组件及其在框架上的相关安装部件占用的 面积。这一点对于新发明目前容纳内部软管连接件也就是液压软管尤其 突出，也就是说，所述液压软管连接在拖挂组件的圆周内与其外侧或附 近相对。因为估计所有拖拉机和辅助部件单元重大致70%采用内部软管 连接件，因此这意味着本发明与在前实施方式相比通用性显著提高。在前结构还可以实现一些其它制造优点。例如，轴承支承件可以在 焊接之间预先得到加工(在优选实施方式中)，从而避免了后续加工的 需要。其次，当采用单独的轴承组件时，申请人的在先设计要求精确的 加工和安装孔的对准。通常在轴承处于适当位置之后得到钻孔，并且从 制造的角度来说是困难和耗时的工序。现在省去了这些工序。另外采用板型后框架基本上减少了焊接时间，因为其消除了焊接加 强肋和箱结构部件的需要(在优选实施方式)。这种悍接都需要有效的 簸筛(Jlggmg)以避免变形，并且偶尔需要后续焊接加固。在优选实施 方式中采用板状后部设计的能力显著减少了相关的焊接量，并减少了簸 筛或任何后续焊接加固的需要。这些是决定制造时间和成本的重要因 素。因而，可以看到在本发明的优选实施方式中轴承支承件还可以作为 承重、载荷传递和/或加强部件。
尽管轴承支承件在优选实施方式是圆柱形的并呈现为管状片段，但 在其它实施方式中可以采用其它结构。例如，可以布置一系列弧形构件 (当从它们的端部观察时)，以在弧端部相连的情况下基本上形成管片 段一实际上为虚拟管。还可以考虑其它结构，尽管如此经常损失真正的 管状片段提供的任何附加加固。为了完成优选实施方式中的轴承结构，旋转轴承部分定位在轴承支 承件内。这在其最简单和优选的形式中仅呈现为能够在轴承支承件的圆 柱形内部旋转的盘。更优选地，旋转轴承部分具有去除的中心部分，从 而使其在外观上为环形。旋转轴承部分的圆周边缘可以直接接靠在轴承支承件的内部，依靠 适当的润滑剂使相对旋转变得容易。在其它结构中一个或两个接触表面 可以由低摩擦系数的材料(例如PTFE)制成，或者可以包括不同的金 属，它们在一起使用时具有较低的摩擦系数。还可以考虑采用降低摩擦 的中间套筒。轴承支承件的内部还可以得到硬化以降低磨损，或用硬化材料的套 筒作内衬。在另一结构中，旋转轴承部分的圆周可以得到改变以形成用于轴承 例如滚柱或滚珠轴承的座圈。轴承支承件的内面还可以得到改变以支承 所述结构。旋转轴承部分本身可以包括轴承组件，其外周接靠轴承支承 件的内部。可以认识到，在本发明可以采用多种结构。旋转轴承部分相对于轴承支承件旋转的至少一部分被固定在后框 架上(在以上所述的结构中)。这一点可以通过多种方式来实现，尽管如此在优选结构中旋转轴承部分通过螺栓连接在后框架上。可以采用焊 接或螺栓连接方法，尽管如此需要对随后取出旋转轴承部分以维护或修理进行考虑。还需要对将旋转轴承部分保持在轴承支承件内进行考虑。尽管可以 放置多种机械结构用于防止前和后框架部分分离，但在优选结构中通过 轴承结构实现这一点。在优选结构中在后框架部分与旋转轴承部分之间 采用垫片。螺栓使这三个部件相连以防止分离。由于垫片的直径比轴承 支承件的内部更小，因此存在空间以在孔隙中容纳另一保持环。环保持 装置例如容纳在保持环和轴承支承件二者上的槽中丝线，将保持环维持 在适当位置。当保持环接靠旋转轴承部分以及后框架或垫片升高部分的
至少一部分时，其锁定连接部件以防其在向前或相反方向上移动，因而 有助于将前和后框架保持在它们的优选位置并且防止分离。在其它结构中，保持环直接固定在轴承支承件、垫片或后框架上， 尽管如此上述结构使保持环可以彼此独立地旋转，从而有助于降低相对 于其它部件的摩擦。另外，为了维修需要，将结构用于可以拆除保持环 的位置。还应该认识到，可以依靠其它结构防止前和后框架部分或者轴承部 件的分离，并且这些其它结构可以用于本发明的多种实施方式中。一旦组装在适当位置，拖挂组件就应该包括理想地定位在前部和后 部并且能够彼此相对旋转的两个框架部分(当在典型安装中连接在拖拉 机上)。为了设定和保持框架的相对旋转角度，采用定向装置。尽管可以想 到手动设定和调节，但优选实施方式采用动力缸的(优选为液压驱动或 操作的)以控制旋转定向。其可以是理想地在每一端与框架部分端部交 替相连的双作用动力缸。可以考虑设置一对相对的动力缸或其它结构。在对在前设计的试验中，通向旋转控制动力缸的软管定位在拖挂组 件的顶部并处于框架部分的外部。然而，可以发现这增加了复杂程度， 例如它们往往在支路、混凝土加强杆和其它障碍物上被钩住。这会导致 对软管的破坏并需要修理装置。因此，在优选实施方式中，通向动力缸 的软管目前定位在内部并优选定位在框架部分内。采用液压控制还可以对控制定向的装置进行远程操作，例如驾驶员 从拖拉机驾驶室进行的控制。尽管包括电子控制的其它动力驱动结构是 可行的，但应该注意到在拖拉机上大多数辅助部件控制系统是通过液压 操作的并由此优选的是通过液压操作进行保持。采用定向调节的动力驱动控制还可以使本发明被改变为采用自动 校平控制系统。激光导向的校平系统更加普遍地得到采用， 一种通常的 旋转激光系统采用激光以实际的水平或所需的倾斜度发出平面发射。通 过设置理想地连接成与辅助部件的实际倾斜度匹配的传感器，可以确定 铲斗/辅助部件的倾斜度是否与导向激光发射平面的水平/倾斜度匹配。 将传感器连接在控制辅助部件倾斜度动力装置(例如液压缸和电路)的 简单控制电路上，辅助部件的倾斜度可以得到连续调节以确保其与导向 激光平面的倾斜度匹配。备选地，可视显示器可以向操作者传递适当的
信息，使得它们可以手动调节倾斜度(可选择地还有高度)。这些激光装置与检测器一起通常可以得到并且可以适用于本发明。 采用阵列检测器例如中心(最佳目标)传感器以及在中心传感器上方和 下方的偏移传感器(检测是否激光平面偏离目标传感器)使控制电路可 以确定是否需要做出调节以改变辅助部件的倾斜度。另外，如果不需要 做出任何倾斜度改变，但高度是不正确的，则控制电路可以进一步改变 以控制液压电路的其它方面，也就是控制铲斗的升高和下降。理想地设置至少两个传感器或传感器阵列，并且优选地设置在连接 辅助部件的框架部分的每一端附近。它们可以安装在柱上以使它们升高 到用于激光发射器的准确高度。另一结构是采用GPS系统，其中装有控制电路可以访问的等高线 图。利用GPS定位，控制电路随后可以确定地面应该具有的准确的倾斜度和高度。这种GPS系统和等高线测绘技术是在市场上可以得到的，并且曰益广泛采用。在本发明的上下文中表达了一种通过自动控制更准确 地做出地面等高线的装置，尽管如此一个位置初始"粗糙"的等高线通常 可以通过熟练的操作者手动绘制完成。例如如果地面需要升高或下降在 特定位置，则各种自动控制系统可以提供大致等高线的可视指示。可以在本发明的优选实施方式中设置附加特征。现有技术连接装置 的一个缺点是它们从前到后的深度。该深度越大，载荷将使具有载荷的 车辆的质量中心向前移动的更多。这对其承载能力产生影响并且会促使 拖拉机前翻。经常通过对辅助部件释放销的所需手动操作来确定所述从 前到后的深度，所述辅助部件释放销对辅助部件连接是相对标准的。它 们大体上包括用于销释放的杠杆和棘轮结构，但主要通过所需的为使用 者达到和操作杠杆提供足够的手空间来提高从前到后的深度。将杠杆保 持在拖挂组件顶部之上仅承受严重损坏的危险，结果是不能释放铲斗或 其它辅助部件。本发明的双框架结构还引发的考虑是无论在本发明中做出的进展 如何，两个框架是比一个框架更厚的构造。因此， 一直通过设置液压操 作的下辅助销解决这些顾虑。采用与每个销相关的单个缸升高每个销以 实现辅助部件的释放。与每个销相关的偏压装置(回到向下的位置)可 以得到保持。优选的实施方式还包括用于与辅助销相关的每个缸的止回或单向
阀。其优点是可以在发生软管损坏、软管失效或液压泵故障的情况下提 供安全性。在此辅助销将保持在适当位置，而不是释放辅助部件及其载荷。还可以在标准和己知构造的拖挂组件上实施的这种结构可以显著 减小拖挂组件的深度(从前到后)并增大拖拉机/辅助部件组合的载荷操 纵性能。如果使用者需要该结构还可以远程释放辅助部件，例如通过从 拖拉机驾驶室(或拖拉机上的其它位置)进行的控制。


图1是本发明一种实施方式的透视剖面图，图2是图1所示实施方式后部的透视图，图3是图1所示实施方式前部的透视局部剖面图，图4是图3在适当位置具有盖板的视图，图5是本发明一种实施方式在适当位置具有轴承组件的透视剖面图，图6是图1所示实施方式的透视分解视图，还表示可以连接在装载 机上的典型安装接头以及典型铲斗辅助部件的后部，图7是图1所示实施方式具有彼此相对旋转的框架部分的透视图，图8是图1所示实施方式指向第一框架部分的正视图，图9是本发明备选实施方式集中在轴承结构上的局部横截面图，以及图10是在自动校平或自动造型实施方式中的控制结构的示意图。
具体实施方式
实施例1参照附图，仅仅通过举例的方式示出了本发明的实施方式。图l提 供剖面图，能够看到该实施方式的各个部件。参照图l，其中示出了拖挂组件(总体由箭头l表示)，其包括可 以连接在拖拉机(未示出)上的第一框架部分(包括构件2)以及可以 与辅助部件(未示出)相连的第二框架部分(总体由箭头3表示)。第 二框架部分3支承环形并连续焊接在框架部分3的后板7上的一体轴承 支承件4。其作为对与另一框架部分2相连的旋转轴承部分(总体由箭 头5表示)的导向件。这一结构使框架部分2， 3可以在由控制缸8限定的限度内围绕大体上居中并垂直于框架部分2， 3的主平面的轴线相对旋转。第一框架部分基本上包括具有切去部分以降低重量的板构件2。这 些切去部分应该定位成不会牺牲强度，所述强度还是为板2选定的材料 (通常为钢)的厚度和种类的因素。多个孔10使机械紧固件(例如高 强度螺栓)可以连接在轴承部分5上。板2包括能够连接在拖拉机上的顶部11和底部12的特征。这些特 征可以被选定为适用于特殊品牌或范围的拖拉机，尽管如此优选是通用 安装定位件。向上臂延伸部15提供用于控制液压缸8的安装点，所述液压缸8 控制框架元件2， 3的相对旋转。该缸8在其交替的端部连接在与第二 框架部分3相关的臂15上。这些部件2, 3， 8的定位应该被设计成使 得它们不会干涉相连辅助部件的正常操作和移动范围。图3表示移去其盖板16的第二框架部分3。这样使我们可以观察到 各自在每侧作用在下保持销21上的液压释放缸20。这些销21有助于保 持辅助部件。每个缸20提高其相关的销以释放相连的辅助部件。对于 旋转控制缸8来说，这些缸可以从拖挂组件的外部并且理想地是从拖拉 机的驾驶室内远程控制。销21和框架3顶部的成角度部分22的组合能 够实现辅助部件的连接。轴承结构5包括靠近环形垫片31的环形盘状轴承部分30。垫片31 具有有助于使保持环33定位并保持在适当位置的倾斜部分32。孔34 穿过旋转轴承部分30和垫片31与板构件2上的孔10连通。连接螺栓 将这三个部件紧固在一起。可以认识到，保持环33可以相对于这三个部件2， 30， 31和轴承 支承导向件4旋转。定位在保持环33和支承件/导向件4上的凹槽中的 保持丝线36防止保持环33相对于轴承支承件4向前或向后移动。当支 承件4与前框架部分3基本上一体时，其还得到锁定以防相对于框架3 向前或向后移动。轴承构件30与垫片31上的斜面32之间的关系意味 着这些部件(以紧固它们的其它框架构件2)也得到锁定以防相对于轴 承支承导向件4向前或向后移动。因而防止两个框架部分2， 3分离。在操作时，装置1连接在辅助部件与拖拉机的中间。液压缸8的操
作控制辅助部件相对于拖拉机的相对旋转。在该实施方式中，作用在释 放销21上的释放缸20在需要时便于辅助部件的释放。为了对轴承结构进行维修，取出穿过孔10， 34的螺栓，从而使轴承部分30、垫片31 和后板2分离并移去。对于任何维修，如果需要可以敲下保持环33。这 样可以检查和更换轴承部件，以提高本实施方式结构的通用性和有用性。
图6表示铲斗的后部60 (为了简化仅示出后部)与可以连接在典型 滑移转向装载机(未示出)的前臂上的安装接头61中间的框架部分1。 可以看到，拖挂组件1的连接特征模仿安装接头61与辅助部件60的连 接一接头61可以直接连接在辅助部件60上或者拖挂装置1可以定位在 它们中间。
例如接头61的顶部倾斜特征6 2可以与拖挂组件上向下倾斜的特征 11或者辅助部件60上的等效特征63相互作用。在接头61底部的销(不 可见)装配在拖挂组件1上的槽64内，并且对装配在辅助部件60的底 部倾斜特征65上的等效槽(不可见)内的拖挂组件的销21进行模仿。 该结构使拖挂组件1的这一实施方式可以在无需任何明显修改的情况下 就很容易地应用在现有的装载机结构上，仅能够插入在现有接头61 (其 可以永久固定或安装在装载机上)与辅助部件之间。
图7表示图1所示实施方式具有通过顶部缸8的作用彼此相对旋转 的框架部分2， 3。其更清楚地示出了所示实施方式的旋转性能，应该指 出框架部分还可以在其它方向上旋转。图8提供了旋转部分的备选视图。
实施例2
图9是备选实施方式的局部横截面图，其中轴承结构与后框架部分 也就是可以连接在拖拉机上的那部分一体安装。对图l-8做出参考，两 个实施例中的许多构件是等效的，主要区别在于这两个实施例的轴承结构.
主板100向后框架部分(总体由附图标记IOO表示)提供主要强度。 箱形框架部分(总体由箭头102表示)悬挂在板100的后部以增加强度 和刚度。其还可以在中心轴承结构(总体由附图标记103表示)的上方 和下方都设置。附加元件104为倾斜缸(也就是在图1中看到的缸8) 的安装销提供孔105a， 105b中的一个。
轴承支承件IIO沿板100向内延伸，作为图1中支承件4的等效部件。轴承环106定位在板100后面，作为图1中环30的等效部件。在 此环106包括通过座圈中的多个滚珠轴承分隔的旋转外部120。这一特 征降低了旋转内轴承环部分106与轴承安装件IIO之间的旋转摩擦。可 选择地垫片可以定位成使轴承环106远离板100以免有任何接触。另外， 可以在其它实施方式中设置多排轴承121。还可以在与实施例1相对应 的实施方式中设置内部106和外部120的选择，尽管如此实施例2的其 它实施方式也可以具有图1所示的轴承环结构30。可选择的环形垫片107位于轴承环106后面，从而使环106与保持 构件108 (图1中的保持环33的等效部件)分离。在轴承支承件110 和保持环108中设置凹槽以容纳保持丝线109。这种结构将轴承环106 保持在适当位置，但能够在轴承支承件110内旋转。如果需要中空部使 软管和维修装置可以穿过直达前部。前向框架组件(总体由附图标记112表示)位于板IOO的前侧。与 图1中的板3等效的后板111通过以圆形型式分布的一系列螺栓114固 定在轴承环106上，该螺栓与图1所示的结构等效(参见螺栓孔34)。前框架组件112适于连接辅助部件。对图1等图中的前框架部分的 优选总体设计做出参考。类似地，例如图1等图中的特征还可以在图2 的实施方式中得到实施，为了简化例如释放缸20和结构的特征在图9 中未示出。可以想到技术人员能够修改图1-8的内容以及在此的相关说 明，以完成实施例2的实施方式设计(主要不同之处在于轴承结构，如 图所示)。在顶部具有传感器阵列的柱115从前框架部分112上升。 一个这样 的结构定位在框架部分112的左端和右端或者其附近。这些传感器116 适于与激光传送装置(例如旋转校平激光)相互作用并与例如图10所 示的控制装置120通信。图10是本发明一种可行实施方式的控制电路示意图。不是所有的 实施方式都包括设置GPS控制装置，尽管如此为了简化和图示的目的， 该示意图示出了激光和GPS输入。两个激光传感器/检测器阵列输入装置121a， 121b通过控制电路120 供给估计信号。在此来自GPS定位器122的GPS定位信息也能够被供 给到控制电路120。在GPS实施方式中通常还设置等高线图123形式的
加载数据。利用供给的信息，控制电路控制前框架组件的倾斜度并由此 控制辅助部件125的倾斜度。另外，可选择地提供辅助部件的高度控制 126，从而可以更加完全自动地控制辅助部件。可选择地还为操作者提供可视显示器127。其可以是从简单量规到高级的监控显示器。其可以提供多种信息，例如距所需位置的偏差、控 制电路执行的任务以及为了手动干预或过载而来自控制电路的请求。即 使当不处于自动模式时，这样的显示装置也可以为操作者提供视觉指令 /帮助以有助于拖拉机和辅助部件的手动操作。已经仅通过示例的方式描述了本发明的各个方面并且应该认识到 在不脱离在此所述的本发明的精神或范围的前提下对本发明做出修改 和补充。还应该认识到在此采用的术语"包括"不被认为是以限制的方式采 用。因此"包括"不代表也不是限定排他的所列项目组，而是包括添加到 列举项中的其它部件和项目的可行方案。本说明书还基于发明人对现有技术的理解。现有技术的描述不应该 被认为是对现有技术实际状况的权威披露，而是发明人在研制本发明时 思想和精力的参照考虑，并且其也不代表对公众通过任何权限得到的现
权利要求
1. 一种用于将辅助部件连接在拖拉机上的拖挂组件，该拖挂组件至 少包括可连接在所述拖拉机上的第一框架部分，以及 可与所述辅助部件相连的第二框架部分；所述框架部分中的一个包括结合在其结构上的轴承支承件，并且该 轴承支承件作为对与另一框架部分相连的旋转轴承部分的导向件，所述拖挂组件的特征在于，所述第一和第二框架部分在允许范围内 彼此相对旋转。
2. 如权利要求1所述的拖挂组件，其特征在于，包括可以连接在第 一框架部分上的安装接头，所述拖拉机连接或已经连接在安装接头上。
3. 如权利要求1所述的拖挂组件，其特征在于，包括与第一框架部 分一体的安装接头，所述拖拉机连接或已经连接在安装接头上。
4. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所述 轴承支承件在外观上基本上是具有一定长度的管。
5. 如权利要求1-3中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所述 轴承支承件包括构件组成的结构，每个构件在端部基本上是弧形的并且 在与它们相关的框架上它们的位置上共同在外观上基本上形成虚拟管。
6. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所述 轴承支承件是有助于提高与其相关的框架部分的强度和刚度中的任意 一个或二者的承载或加强构件。
7. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，轴承 支承件通过焊接、熔接或以其它方式结合在与其相关的框架部分上。
8. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所述 旋转轴承部分直接或间接接靠在轴承支承件上，并且可以相对于其旋 转。
9. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，旋转 轴承部分在外观上基本上是盘状，或者是具有中心去除部分的盘状。
10. 如权利要求9所述的拖挂组件，其特征在于，旋转轴承部分具 有圆柱形中心去除部分，并接靠在与框架部分相连的内和外轴承支承件上。
11. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，具 有低摩擦系数的材料定位在所述轴承支承件与旋转轴承部分的相邻面之间。
12. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，滚珠或滚柱轴承定位在轴承支承件与旋转轴承部分之间。
13. 如权利要求12所述的拖挂组件，其特征在于，用于轴承的座圈 设置在轴承支承件和旋转轴承构件中的任意一个或二者上。
14. 如权利要求l-ll中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，旋 转轴承部分包括使相对于外部旋转的内部分隔的轴承，所述外部接靠在 所述轴承支承件上。
15. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，设 置一个或多个环或垫片以有助于定位旋转轴承构件。
16. 如权利要求15所述的拖挂组件，其特征在于，所述环或垫片可拆除地连接在所述轴承支承件上。
17. 如权利要求16所述的拖挂组件，其特征在于，可拆除连接的结 构可以使所述环或垫片相对于所述轴承支承件旋转。
18. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述旋转轴承部分可拆除地连接在与其相关的框架部分上。
19. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，旋转轴承部分通过螺栓或机械紧固件连接在所述框架部分上。
20. 如权利要求1-17中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所述旋转轴承部分一体连接或不可拆除地连接在与其相关的框架部分上。
21. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述轴承支承件与所述第二框架部分相关。
22. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述旋转轴承部分与所述第一框架部分相关。
23. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，第 二框架部分的主体部分基本上是开口的箱形构造。
24. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，第 一框架部分具有在外观上基本上为平面的主体部分。
25. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，当观察其主面中的一个时，所述轴承支承件相对于与其相关的框架部分基本上居中定位。
26. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，框 架部分的相邻面基本上共同延伸。
27. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述第二框架部分包括用于安装辅助部件的连接装置。
28. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，设置定向装置用于设定和/或保持所述框架部分的相对定向。
29. 如权利要求28所述的拖挂组件，其特征在于，定向装置是手动 调节的。
30. 如权利要求29所述的拖挂组件，其特征在于，定向装置包括动 力驱动齿条型系统、动力驱动凸轮结构或动力驱动螺钉和螺母型结构中 的至少一个。
31. 如权利要求28所述的拖挂组件，其特征在于，定向装置包括一 个或多个动力缸。
32. 如权利要求31所述的拖挂组件，其特征在于，定向装置是液压 操作的。
33. 如权利要求31或32所述的拖挂组件，其特征在于，定向装置 包括在每端与不同的两个所述框架部分相连的液压缸。
34. 如权利要求30-33中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于， 定向装置可以从拖拉机的驾驶室或在拖拉机的其它地方远程控制。
35. 如权利要求30-33中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于， 定向装置通过控制电路进行远程控制。
36. 如权利要求35所述的拖挂组件，其特征在于，控制电路具有传 感器输入装置，其包括感受由激光型校平传送装置产生的光的光检测 器，控制电路评估这一信息以控制定向装置。
37. 如权利要求36所述的拖挂组件，其特征在于，设置两个所述的 光检测器并将它们安装在所述第二框架部分上。
38. 如权利要求35-37中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于， 控制电路与GPS定位结构通信以确定拖拉机和所安装的辅助部件中任 意一个或二者的位置；控制电路还设置用于接收包括等高线图的数据； 控制电路评估GPS和等高线图数据以控制定向装置。
39. 如权利要求35-38中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，控制电路具有用于控制安装在拖拉机上的拖挂组件高度的输出装置。
40. 如权利要求35-39中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于， 控制电路具有用于向显示器提供操作者可视信息的输出装置。
41. 如权利要求40所述的拖挂组件，其特征在于，显示器包括引导 操作者对拖挂组件定向的信息。
42. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，包 括用于实现辅助部件安装销释放的动力缸。
43. 如权利要求42所述的拖挂组件，其特征在于，通过液压操作销 释放动力缸。
44. 如权利要求42或43所述的拖挂组件，其特征在于，从拖拉机 的驾驶室或拖拉机其它位置远程操作销释放动力缸。
45. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述辅助部件是铲斗。
46. 如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件，其特征在于，所 述拖拉机是装载机。
47. —种装有如在前权利要求中任意一项所述的拖挂组件的滑移转 向的装载机。
48. —种使拖拉机上连接的辅助部件旋转的方法，基本上围绕与拖 拉机纵向轴线相平行的轴线进行所述旋转，所述方法包括在辅助部件与 拖拉机中间装配如权利要求1-46中任意一项所述的拖挂组件。
49. 一种基本上如附图所述的拖挂组件。
全文摘要
一种拖挂组件(1)，通常使用在辅助部件(例如前端铲斗)与拖拉机或原动机(例如滑移转向装载机)之间。拖挂组件(1)包括部分地与两个框架元件(2，3)中的一个一体的轴承结构，这样使两个框架元件(2，3)可以相对旋转。两个框架元件(2，3)通过接头(61)连接在拖拉机上以及辅助部件(例如铲斗(60))的后部。轴承部分由此能够使辅助部件(60)围绕基本上与拖拉机纵向轴线相平行的轴线旋转。还可以通过激光型校平装置实现自动控制或对倾斜表面进行GPS等高线绘制。
文档编号E02F3/84GK101124368SQ200580047075
公开日2008年2月13日 申请日期2005年12月12日 优先权日2004年12月14日
发明者罗德尼·沃里克·夏普 申请人:罗德尼·沃里克·夏普