ЗАМКОВО-ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК B60T13/08 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности, к замково-тормозным устройствам прицепов транспортных средств.

Известно замково-тормозное устройство, содержащее замок шарового типа, дышло, оснащенное шарниром, обеспечивающим взаимно-продольное перемещение, ограничитель перемещения, а также механизм отключения тормоза и рабочий силовой цилиндр [1]
Недостатком известной конструкции является ложное срабатывание тормозов прицепа при движении по неровной дороге, а также их возможный перегрев и выход из строя при движении автопоезда на затяжном спуске в режиме длительного торможения двигателем автомобиля. В известном техническом решении предусмотрено отключение тормозной системы прицепа, но для этого необходима остановка автопоезда и выход водителя из автомобиля, что является достаточно трудоемкой и неудобной операцией при эксплуатации. Кроме этого, конструкция шарниров в известном техническом решении требует дополнительных периодических работ по обслуживанию (разборка, сборка, очистка, смазка) или наличия грязепылезащитных устройств.

Наиболее близким к изобретению является замково-тормозное устройство, содержащее замок шарового типа, соединенный с дышлом посредством шарнирно-закрепленного рычага, и шарнирно связанный с рычагом привод тормозного устройства, при этом, рычаг соединен с замком посредством шарнира с горизонтальной осью, проходящей через центр сферической поверхности замка [2]
Однако известное техническое решение обладает следующими недостатками.

Во-первых, конструкция замков шарового типа, с целью обеспечения надежности сцепки, требует выполнения конструкции прицепа, обеспечивающей смещение результирующей силы веса прицепа и перевозимого груза (сила Р) в сторону буксирующего транспортного средства, относительно оси колес прицепа на расстоянии S (фиг.4). При этом в известных конструкциях суммарная сила Q от силы P и сил инерции полной массы прицепа (масса прицепа и перевозимого груза), возникающих при движении по неровной дороге, приложена выше точки опоры (опорной сферы) рычага, в результате чего его состояние является статически неустойчивым, несовпадение силы Q в плоскости движения с вертикальной осью сферического шарнира в известных конструкциях приводит к дополнительной нагрузке на элементы ограничителей хода, и ложному срабатыванию тормозов прицепа при движении по неровной дороге. Из-за наличия зазоров в шарнирах и отклонения элементов конструкции от заданной геометрической формы проекции силы Q (фиг.4) и вертикальной оси сферического шарнира (реакция R) на плоскость, перпендикулярную плоскости движения также не совпадает, что приводит к появлению дополнительных нагрузок на все элементы сцепки, которые значительно усиливаются от действия центробежных сил при движении по криволинейному участку пути автопоезда.

Во-вторых, в известном техническом решении, горизонтальная ось шарнира, связывающего рычаг и корпус сферы совпадает с центром сферы, вследствие чего положение корпуса в плоскости движения является неопределенным. Наиболее вероятным положением его при движении автопоезда по любому профилю дороги будет положение (фиг.5), которое при наличии усилия буксировки F соответствует максимальной силе трения в сферическом шарнире, максимальным механическим нагрузкам на его детали, что приводит к снижению надежности и долговечности работы конструкции.

Цель изобретения повышение удобства эксплуатации и надежности путем изменения взаимного расположения деталей устройства конструкции шарниров рычага и применения устройства дистанционного включения отключения тормозов.

Цель достигается за счет выполнения рычага в форме, обеспечивающей расположение шарнира, связующего рычаг с дышлом, под сферическим шарниром на вертикальной оси опорной сферы, что делает статически устойчивым (подвешенным) состояние рычага и дышла относительно опорной сферы и, как следствие, уменьшает до минимальных значений механические нагрузки на детали сцепки и исключает должное срабатывание тормоза прицепа при движении по неровной дороге. Цель достигается также за счет применения для связи корпуса опорной сферы и рычага шарнира, конструктивно выполненного с моментом вращения, превышающий момент вращения сферического шарнира для обеспечения их последовательной работы и постоянного совпадения при буксировке вектора тягового усилия. В предлагаемом техническом решении данную роль выполняет резинометаллические шарниры, имеющие значительный ресурс работы и не требующие технического обслуживания в процессе эксплуатации, а также наличия грязезащитных устройств.

Повышение удобства в эксплуатации достигается путем применения устройства, обеспечивающего дистанционное (из кабины буксирующего автомобиля) включение-отключение тормозной системы прицепа.

На фиг. 1 представлено устройство в исходном состоянии, общий вид; на фиг. 2 взаимное расположение деталей замково-тормозного устройства в режиме торможения; на фиг.3 взаимное расположение деталей замково-тормозного устройства при движении по неровной дороге в режиме торможения; на фиг.4 - взаимное расположение векторов сил действующих на автопоезд в процессе движения; на фиг.5 положение корпуса сферического шарнира, соответствующее наибольшей силе трения в шарнире и наибольшем механическим нагрузкам на его элементы при тяговом усилии F; на фиг.6 сечение Б-Б на фиг.1 (механизм дистанционного включения-отключения тормозной системы прицепа из кабины автомобиля); на фиг.7 разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 вид Н на фиг.6; на фиг.9 разрез Г-Г на фиг.6; на фиг.10 разрез А-А на фиг.1; на фиг.11 - тормозной барабан автоприцепа, общий вид.

Замково-тормозное устройство содержит опорную сферу 1 (фиг.1) буксирного устройства 2, сопрягаемую с корпусом сферического шарнира 3, который соединен с дышлом 4 посредством резинометаллических шарниров 5 и 6 и рычага 7. Величина взаимного перемещения рычага 7 и дышла 4 определена ограничителями хода 8 и 9. Подпружиненный пружиной 10, поршень 11 связан с рычагом 7 штоком 12. Шток 12 и рабочая полость цилиндра 13 закрыты резиновым кожухом 14.

Механизм дистанционного включения выключения тормозной системы (фиг.6) состоит из встроенного в дышло 4 электромагнита 15, сердечник 15 состоит, в свою очередь, из втягивающей части 16, изготовленной из ферромагнитного материала и вспомогательной 17, изготовленной из парамагнитного материала. Изготовленные из антифрикционного материала и закрепленные в элементы дышла 4 втулки 18 и 19 винтами 20 (фиг.7) и 21 (фиг.9) служат направляющими для сердечника электромагнита 15, осевое вращение которого исключается лыской. К части сердечника 16 и выступом Д части 17, взаимодействующих с соответствующими отверстиями втулок 18 и 19, (фиг.7 и 9, соответственно). Кольца 22, изготовленные из антифрикционного материала, упруго воздействующие на них резиновые кольца 23 и колпачки 24 являются пылегрязезащитными элементами электромагнита 15. Бурт Ж элемента определяет крайнее право положение сердечника электромагнита 15. Пружина 25 обеспечивает возврат его в исходное положение. Взаимодействие выступа Д элемента 17 с торцом внутренней втулки 26 электромагнита 15 определяет крайнее левое положение сердечника. Набор регулировочных шайб 27 обеспечивает затяжку элементов 16 и 17 с условием совпадения проекций выступов К и Д на плоскость, перпендикулярную оси электромагнита 15. Лыска Е под гаечный ключ является технологической. О срабатывании тормозной системы сигнализирует водителю автопоезда концевой включатель 28.

Тормозной барабан автоприцепа (фиг.11), содержит тормозные колодки 29, тормозной барабан 30, рабочий гидроцилиндр 31, пружину возврата 32 колодок 29 в исходное положение.

Резинометаллический шарнир 6 (фиг. 1), состоит из резиновой втулки 33 (фиг. 10), запрессованный между наружной втулкой 34, установленной в натягом в отверстии дышла 4, исключающим ее проворачивание в процессе работы относительно рычага 7 и внутренней втулкой 35. Момент затяжки гайки 36 исключает вращение втулки 35 на пальце 37 корпуса сферического шарнира 3. Резинометаллический шарнир 4 устроен аналогично вышеизложенному.

Поворот на заданный угол втулки 34 относительно втулки 35 осуществляется за счет деформации резиновой втулки 33.

Устройство работает следующим образом.

Тяговое усилие от буксирного устройства 2 (фиг.1) через опорную сферу 1, корпус сферического шарнира 3, резинометаллические шарниры 5 и 6, рычаг 7, палец 9 передается дышлу 4 прицепа. В процессе торможения, в случае движения по ровной дороге, при накате прицепа на буксир под действием силы инерции (фиг.2), дышло 4 прицепа перемещается влево. При этом происходит поворот рычага и корпуса сферического шарнира 3 вокруг горизонтальной оси сферы. Относительно дышла 4 поворот рычага 7 осуществляется на шарнире 5, тяговый палец 9, являющийся сердечником электромагнита 15 (фиг.6) свободно перемещается в пазу рычага 7. В результате чего размер L (фиг.1) уменьшается до размера l (фиг.2). При этом поршень 11 гидроцилиндра 13 посредством штока 12 перемещается вправо, обеспечивая этим необходимое для срабатывания тормозов давления рабочей жидкости гидросистемы. После прекращения торможения буксира, система приходит в исходное положение (фиг.1) под действием силы сопротивления качению прицепа F (фиг.2), пружины возврата поршня 11 и пружины 32 (фиг.11). При этом, взаимное положение корпуса сферического шарнира 3 и рычага 7 изменяется незначительно, так как конструктивно резинометаллический шарнир 6 выполняется с моментом упругого вращения, значительно превышающим момент вращения сферического шарнира 3.

В случае торможения при движении по неровной дороге при достижении сферическим шарниром 3 предельного угла вращения (фиг.5) в работу вступает шарнир 6, не изменяя при этом взаимного положения рычага 7, дышла 4 и поршня 11 гидроцилиндра 13 (фиг.3). При этом изменяется относительно вышеперечисленной сборки положение буксирного устройства 2 и соответственно сферы 1 и ее корпуса 3. После окончания торможения за счет обратного упругого момента резины возвращается в исходное положение резинометаллический шарнир 6, а затем сферический шарнир 3 и конструкция принимает исходное положение (фиг.1).

В случае необходимости отключить тормозную систему прицепа (движение задним ходом или движения на затяжном спуске в режиме длительного торможения двигателем) в электрическую схему прицепа (на чертежах не изображена) из кабины автомобиля подается напряжение на электромагнит 15 (фиг.6). Если относительное положение рычага 7 и дышла 4 соответствует исходному состоянию (фиг. 1, то сердечник свободно перемещается в крайнее правое положение). В данном положении выступы Н и Д (фиг.6), взаимодуйствуя с углублением паза рычага 7 (фиг. 8 и 9), блокируют возможное вращение рычага 7 на шарнире 5 (фиг.1), относительно дышла 4, исключая этим срабатывание тормозной системы, о чем концевой выключатель 28 (фиг.6) сигнализирует водителю автопоезда. Если относительное положение рычага дышла соответствуют (фиг.2) или промежуточному положению, перемещение сердечника в крайнее правое положение не происходит, о чем сигнализирует концевой выключатель 28 (фиг.6). В этом случае водителю необходимо передать автомобилю кратковременное ускорение, в результате чего, рычаг 7 дышло 4 занимает положение на фиг.1 и происходит, как изложено выше, блокирование тормозов прицепа. Перемещение дышла 4 прицепа относительно рычага 7 в пределах зазора (фиг.8 и 9) вызывает перемещение тормозных колодок 29 (фиг.11) относительно барабана 30, в пределах объективно необходимого зазора, что исключает работу тормозной системы.

Источники информации:
1. Патент США N 2729309, кл. 188 112, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР N 1090596, кл. B 60 T 13/08, 1982.

Использование: в транспортных средствах, а именно в замково-тормозных устройствах прицепов транспортных средств. Сущность изобретения: замково-тормозное устройство содержит рычаг 7, связующий шарнир 5 которого с дышлом 4 в исходном положении расположен под сферическим шарниром 3, соосно его вертикальной оси; шарнир, соединяющий рычаг с корпусом сферического шарнира 3 выполнен с моментом вращения, превышающим момент вращения шарнира, устройство ограничителей взаимного перемещения рычага 7 и дышла 4, выполненное в виде механизма дистанционного включения-отключения тормозов прицепа, состоящее из электромагнита 15, сердечник которого является тяговым пальцем дышла 4, установленного с возможность перемещения вдоль продольного паза рычага 7 и поперечного перемещения электромагнитной катушки до вхождения нецилиндрической части сердечника в углубление продольного паза рычага 7, выполненного соответствующей формы. 11 фиг.

Замково-тормозное устройство, содержащее замок шарового типа, корпус которого соединен с дышлом и рычагом посредством шарниров и устройством ограничителей взаимного перемещения буксира и прицепа, состоящим из тягового пальца, дышла и продольного паза рычага, отличающееся тем, что рычаг выполнен в виде кронштейна, связующий шарнир которого с дышлом в исходном состоянии расположен под сферическим шарниром замка соосно с его вертикальной осью, шарнир, соединяющий рычаг с корпусом сферического шарнира, выполнен с моментом вращения превышающим момент вращения сферического шарнира, для обеспечения их последовательной работы, при этом устройство ограничителей взаимного перемещения рычага и дышла выполнено в виде механизма дистанционного включения-отключения тормозов прицепа, содержащее электромагнит, встроенный в дышло, сердечник которого переменного сечения представляет собой тяговый палец дышла, установленного с возможностью перемещения своей цилиндрической частью вдоль продольного паза рычага и поперечного премещения посредством электромагнитной катушки до вхождения нецилиндрической части сердечника в углубление продольного паза рычага, выполненного соответствующей формы.