ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ СЦЕПКИ С ДЕМПФИРОВАНИЕМ ДВИЖЕНИЙ ВИЛЯНИЯ ПРИЦЕПА Российский патент 2009 года по МПК B60D1/32 

Изобретение относится в целом к сцепке агрегата грузового автомобиля, состоящего из ведущей машины и прицепа, содержащего устройство демпфирования движений виляния прицепа. Более конкретно, оно относится к шарнирному узлу сцепки, включающему усовершенствованное устройство демпфирования движений виляния в виде тормоза, образованного, например, по крайней мере, одним фрикционным диском или несколькими фрикционными дисками.

Этот шарнирный узел сцепки предназначается, в частности, для улучшения путевой устойчивости транспортного средства, образованного ведущей машиной и прицепом с центральными осями, называемым также уравновешенным прицепом, а также технического содержания демпфера движения виляния.

Известны рискованные ситуации и опасности, связанные с движениями виляния дорожных прицепов, особенно при спуске, начиная с определенных скоростей, в случае резких маневров отклонения курса, в частности при обгоне или при плохом размещении грузов.

Эти риски могут достигнуть такой степени, что вызовут переворачивание прицепа или его попадание в косое положение, называемое "портфелем".

Уже существуют многочисленные устройства, предназначенные для ограничения амплитуды движений виляния.

Речь идет, в частности, о боковых телескопических кронштейнах с эффектом демпфирования. Эти кронштейны устанавливаются с обеих сторон вдоль сцепки и имеют шаровой шарнир на одном конце, на задней части ведущей машины, и шаровой шарнир на другом конце, на сцепке или на прицепе.

К сожалению, эти кронштейны ограничивают углы поворота и изменяют кинематику. Кроме того, они очень громоздки.

Известны также устройства демпфирования движений виляния, такие как устройства, которые описаны в документах FR 2796887, FR 2044031, DE 2527673 A, DE 7718934 U и СН 675858 А, состоящие из дорожки в виде дуги окружности или из сектора металлического диска и скобы, закрепленной на тяге прицепа и снабженной двумя фрикционными колодками. Эти колодки сильно прижаты с обеих сторон криволинейной дорожки или сектора диска посредством пневматического устройства или упругой силы, что приводит к торможению трением движений вращения тяги по отношению к тягачу и демпфированию движений виляния прицепа.

Эти известные системы демпфирования, хотя они и удовлетворительны с точки зрения функционирования, являются громоздкими и неудобными для пользователя, так как требуют от него достаточно сложного обслуживания.

Действительно, поскольку поверхность трения ограничена, тормозные колодки имеют тенденцию к быстрому изнашиванию при работе и должны регулярно заменяться, чтобы устройство оставалось эффективным.

К тому же, водителю трудно помнить о контроле износа колодок.

Кроме того, устройства демпфирования этого типа расположены снаружи и не имеют никакой физической защиты. Они подвержены климатическим условиям, забиванию грязью, попаданию абразивных веществ, таких как песок, мелкий гравий, загрязнению жидкостями, жировыми и иными веществами, отлагающимися на поверхностях трения. Все это существенно увеличивает износ фрикционных колодок, так как нерегулярный износ быстро переходит в постоянное истирание.

С другой стороны, в пневматических или гидравлических системах пользователь должен также следить за гидравлическим или пневматическим давлением, чтобы удостовериться в надежности устройства.

Ввиду необходимости такого контроля и такого обслуживания такие устройства являются особенно неудобными для пользователей.

Эти предшествующие системы ставят также проблему загромождения вблизи сцепки между ведущей машиной и ее прицепом. Они, действительно, относительно громоздки и должны быть установлены в зоне, где проходят многочисленные гибкие тросы и другие элементы конструкции и соединения.

Известно также другое устройство сцепки, описанное в патенте US 3801133. Оно содержит шаровой шарнир и два стержня, спаренных с соединительной тягой и объединенных с тягой прицепа. При движениях виляния эти спаренные стержни вертятся вокруг оси, совпадающей с осью шарового шарнира. Два стержня связаны между собой в поперечном направлении соединительной тягой, которая содержит в верхней части фрикционную пластинку, трущуюся о фрикционную подкладку, которая имеется в полукруглом расширении основного корпуса устройства сцепки, связанного с тягачом.

В случае вращения стержней кулачковое устройство вызывает наложение различающихся сил на каждый из этих стержней и тем самым изменяет распределение силы сжатия между поверхностями трения, в результате чего эта сила перестает быть равномерной, а получает более высокое значение на уровне одного из стержней.

Это устройство также обладает неудобствами, подобными описанным выше.

Как и другие системы, это устройство демпфирования расположено снаружи, в зоне уже загроможденной, и не имеет никакой физической защиты, что увеличивает износ поверхностей трения. Кроме того, относительное качание стержней при движениях виляния вызывает истирание, которое не является ни плоским, ни однородным, что существенно увеличивает скорость износа поверхностей трения и уменьшает эффективность демпфирования.

Цель данного изобретения состоит в создании системы, позволяющей амортизировать и, следовательно, ограничить амплитуду движений виляния прицепа в транспортном средстве, образованном ведущей машиной, тянущей прицеп, которое не обладало бы неудобствами, указанными выше.

Для достижения этой цели устройство демпфирования было интегрировано внутри шарнирного узла сцепки, что позволило сохранить практически эквивалентный объем. Вся проблема громоздкости, связанная с наличием дополнительного устройства, тем самым снимается. Кроме того, устройство демпфирования укрыто внутри сцепного крюка и, таким образом, защищено от внешних воздействий, таких как попадание абразивных или жировых веществ. Его износ при этом существенно снижается, что позволяет обеспечить пользователю длительный срок службы перед заменой поверхностей трения.

Согласно современным нормам шарнирные узлы или сцепные крюки этого типа должны передавать движение виляния в пределах ±90°, движение углового колебания в продольной плоскости на ±8°, а движение боковой качки на ±3°, так же как комбинацию этих трех характерных элементарных движений.

Согласно одной существенной характеристике, составляющей предмет данного изобретения, в шарнирном узле сцепки, соответствующем изобретению, ось движений виляния была отделена от осей движений боковой качки и углового колебания в продольной плоскости.

Шарнирный узел сцепки, соответствующий изобретению, характеризуется первым шарниром, допускающим движения виляния и содержащим поворотное устройство демпфирования движений виляния прицепа, и вторым шарниром для движений боковой качки и углового колебания в продольной плоскости, причем ось движений виляния отделена от осей движений качки и углового колебания.

Устройство демпфирования движений виляния содержит предпочтительно, по крайней мере, один диск, взаимодействующий, по крайней мере, с одной поверхностью, соприкасающейся с диском через систему сжатия, оказывающую на них аксиальное усилие сжатия, причем, по крайней мере, одна из соприкасающихся поверхностей является поверхностью трения.

В предпочтительном способе демпфирование движений виляния достигается за счет трения, действующего на набор фрикционных дисков, попеременно связанных с ведущей машиной и с прицепом, поворачивая одни по отношению к другим под действием движений виляния.

Благодаря этому набору увеличивается число поверхностей трения, что существенно уменьшает их износ и увеличивает срок службы системы.

Преимуществом является то, что разделение оси виляния, с одной стороны, и осей боковой качки и углового колебания в продольной плоскости, с другой стороны, позволяет получить трение, остающееся постоянно плоским, т.е. в хороших условиях, а именно без паразитных усилий на фрикционные диски. Износ от этого тем более уменьшается, чем меньше угловые скорости и больше радиус дисков.

Изобретение позволяет, таким образом, реализовать шарнирный узел сцепки с демпфированием движений виляния, который требует лишь крайне ограниченного технического обслуживания со стороны пользователя и предлагает длительный период службы с начальными компонентами. Действительно, очевидная цель состоит в том, что пользователь должен заменять фрикционные диски лишь максимум один раз в течение срока службы прицепа, причем устройство демпфирования не требует никакого обслуживания, т.е. срок службы этого устройства сравним или выше срока службы самого прицепа, а именно порядка миллиона километров.

Другие характеристики и преимущества данного изобретения будут видны из приведенного ниже описания, данного в качестве примера, не ограничивающего объем данного изобретения, со ссылкой на чертежи, где

фиг.1 представляет собой общий вид сверху и под углом с задней стороны ведущей машины и согласно первому варианту шарнирного узла сцепки с прицепом в соответствии с изобретением;

фиг.2 представляет собой общий вид для этого первого варианта шарнирного узла сцепки с демпфированием движений виляния согласно изобретению;

фиг.3 - вид в плане первого варианта предлагаемого шарнирного узла сцепки;

фиг.4 - вид в продольном разрезе по линии разреза IV-IV фиг.3 первого варианта предлагаемого шарнирного узла сцепки;

фиг.5 - вид в поперечном разрезе по линии разреза V-V фиг.3 первого варианта предлагаемого шарнирного узла сцепки;

фиг.6 - общий вид с частичным разрезом второго варианта предлагаемого шарнирного узла сцепки, где задняя четверть на первом плане вырезана;

фиг.7 - общий вид с расчлененными основными составляющими элементами шарнира углового колебания в продольной плоскости и боковой качки шарнирного узла сцепки согласно второму варианту изобретения;

фиг.8 - общий вид с частичным разрезом третьего варианта предлагаемого шарнирного узла сцепки, где передняя четверть на первом плане вырезана;

фиг.9 - общий вид с расчлененными основными составляющими элементами шарнира углового колебания в продольной плоскости и боковой качки шарнирного узла сцепки согласно третьему варианту изобретения;

фиг.10 - общий вид с расчлененными основными составляющими элементами шарнира виляния шарнирного узла сцепки согласно первому, второму или третьему варианту изобретения.

Шарнирный узел сцепки с демпфированием движений виляния согласно настоящему изобретению теперь будет описан детально со ссылкой на фиг.1-10, которые представляют три предпочтительных способа реализации изобретения. Следует, однако, понимать, что речь идет только о примерах реализации изобретения, которые описаны и представлены с иллюстративной целью, чтобы улучшить представление о них, но которые никоим образом не ограничивают объем изобретения.

Эквивалентные элементы на различных фигурах имеют одинаковые номера.

Сцепка, содержащая шарнирный узел согласно изобретению, устанавливается в задней части ведущей машины 1 и позволяет соединить ее с прицепом 2 посредством тяги 3. Она содержит набор деталей, фиксированных по отношению к грузовику, шарнирно связанных с набором деталей, фиксированных по отношению к прицепу, и позволяет тем самым передавать три элементарных движения виляния, углового колебания в продольной плоскости и боковой качки, связанных с вождением.

Сцепка включает шарнирный узел сцепки 4, закрепленный на задней части автомобиля посредством опорной плиты 5. Эта опорная плита 5 может быть непосредственно установлена на шасси ведущей машины 1 или может составлять часть конструкционного блока, зафиксированного по отношению к автомобилю.

Продолжением опорной плиты 5 служит уступ 6, предпочтительно перпендикулярный опорной плите 5 и выполненный, например, в виде кольца. Внутренняя часть уступа 6 ограничивает тем самым внутреннее пространство 7, предназначенное для размещения различных конструктивных элементов шарнирного узла сцепки согласно изобретению.

Внутреннее пространство 7 этого шарнирного узла замкнуто в нижней части нижней опорой или картером 8, имеющим, например, круговую форму и включающим периферийную реборду 9, которая примыкает к круглой части кольцевого уступа 6.

В верхней части оно замкнуто крышкой 10, основание которой 11 также имеет предпочтительно круговую форму.

Между кольцевым уступом 6 и основанием 11 крышки 10 заключен подшипниковый орган, образованный, например, роликовым ободом 12, который обеспечивает вращение верхнего шарнира и тем самым допускает движения виляния. Речь идет об органе с общей функцией подшипника, принимающего вращение верхнего шарнира. В классическом исполнении роликовый обод 12 состоит из наружного обода 13, который опирается на кольцевую часть уступа 6, и внутреннего обода 14, объединенного с основанием 11 крышки 10. Эти два концентрических обода 13 и 14 установлены с возможностью вращения один по отношению к другому, образуя подшипниковую связь вращения посредством набора цилиндрических роликов 15, вставленных между двумя ободьями.

По соображениям плотности роликовый обод 12 предпочтительно снабжен двумя кольцевыми скошенными прокладками 16 и 17, каждая из которых расположена соответственно в прорези наружного обода 13 и внутреннего обода 14 и скосы которых располагаются на смежном ободе.

Опорная плита 5, кольцевой уступ 6, картер 8 и наружный обод 13 механически соединены, например, посредством болтов 18, составляя функциональный узел, фиксированный по отношению к ведущей машине 1, будучи объединен с задней частью ее шасси.

Подобным же образом внутренний обод 14 и крышка 10 соединены, например, посредством болтов 19 и образуют узел, вращающийся вокруг оси, перпендикулярной к плоскости шасси, допуская тем самым движения виляния и составляя первый шарнир.

Крышка 10 содержит также две боковых обоймы 20, поднимающиеся от основания 11. Эти обоймы 20 несут верхний шарнир 21 с двумя степенями свободы вокруг двух других осей трехгранника, относящихся к движениям боковой качки и углового колебания в продольной плоскости, связанных с вождением. Этот верхний шарнир может содержать шаровую цапфу. Она осуществляет механическую связь с прицепом 3 посредством шипового стержня 22.

Стержень 22 соединен любыми подходящими средствами с тягой 3 прицепа 2. Можно также предположить, что передний край тяги 3 заменяет стрежень 22 и непосредственно соединен с верхним шарниром 21, что позволяет избавиться от дополнительного узла, но при этом теряются преимущества модульности.

Более конкретно, верхний шарнир 21 может быть реализован посредством поперечной оси 23, которая размещается в пазах 24 боковых обойм 20.

В первом способе реализации, представленном на фиг.1-5, эта ось 23 оканчивается двумя коническими торцами 25. Она фиксируется в боковом направлении посредством двух концевых фланцев 26, закрепленных на крышке 10, каждый из которых принимает один из конических торцов 25 оси в дополнительный конический паз.

Во втором и третьем способах реализации, представленных на фиг.6-9, ось 23 оканчивается двумя сплющенными торцами 27, которые непосредственно крепятся на боковых обоймах 20 крышки 10, например, посредством винтов 28.

При этом концевые фланцы уже не требуются.

Специалист может представить себе также другие, не показанные варианты.

На центральную часть поперечного вала 23 надеты две втулки 29 и 30 с дополнительной сферической опорной поверхностью, образуя узел с эффектом шаровой цапфы, что обеспечивает движения углового колебания в продольной плоскости и боковой качки.

Внутренняя втулка 30 в боковом направлении фиксируется с одной стороны выступом 31 из массы оси 23, а с другой - гайкой 32. Все боковое движение на уровне шаровой цапфы, уподобляясь люфту в вилянии, становится, таким образом, невозможным без деформации.

Подобным же образом втулка 29 фиксируется на стержне 22 без возможности бокового люфта.

Благодаря этому верхнему шарниру 21 стержень 22 может качаться в движениях углового колебания в продольной плоскости и боковой качки по отношению к оси 23 и крышки 10 и, тем самым, по отношению к ведущей машине 1.

В то же время в ходе этих движений никакое движение виляния не может происходить в этой плоскости. Они полностью передаются нижнему шарниру через стержень 22.

С этой целью в первом и втором представленных вариантах боковые грани 33 стержня 22 сделаны выпуклыми, так чтобы оставаться всегда в цилиндрическом контакте с внутренней поверхностью боковых обойм 20 крышки 10.

Однако по причинам износа или случайного сплющивания, например вследствие удара или иных воздействий, эти поверхности могут не сохранить свою геометрическую форму и тем самым допустить некоторый люфт между крышкой и стержнем.

Следовательно, важно поддерживать отсутствие люфта, чтобы демпфировать движения виляния, начиная с трогания с места, т.е. с малых углов, чтобы избежать усиления колебаний.

В третьем варианте предлагаемого шарнирного узла сцепки для более надежной гарантии отсутствия люфта было использовано более прогрессивное средство.

В этом варианте стержень 22 продолжен цилиндрическим пальцем 34, вставленным с возможностью вращения во втулку 35. Эта втулка 35 имеет центральное отверстие 36, принимающее палец 34, и две плоские боковые грани 37. Предпочтительно эта втулка 35 может иметь квадратную форму.

Плоские боковые грани 37 втулки 35 находятся в торцовом контакте с плоскими боковыми поверхностями 38 двух торцевых клиньев 39, соединенных с крышкой 10 с обеих сторон втулки 35.

Такое устройство позволяет стержню 22 свободно осуществлять движения углового колебания в продольной плоскости и боковой качки, тогда как всякое движение виляния предотвращается на уровне верхнего шарнира 21 опорным контактом - плоская грань против плоской грани - втулки 35 против торцевых клиньев 39 и полностью передается ободу 12.

Этот вариант гарантирует полное отсутствие люфта в вилянии в течение срока службы предлагаемого шарнирного узла сцепки благодаря наличию плоского и постоянного опорного контакта рассматриваемых плоских поверхностей и тому факту, что эти поверхности защищены от внешней среды.

Благодаря этим средствам и их сочетанию между собой движения виляния с одной стороны и углового колебания в продольной плоскости и боковой качки с другой стороны полностью разделены: роликовый обод 12 берет на себя движения виляния, а верхний шарнир 21 обеспечивает только движения углового колебания и боковой качки.

Помимо уже описанных функциональных элементов, внутреннее пространство 7 предлагаемого шарнирного узла сцепки 4 заключает в себе устройство демпфирования движений виляния 40. Это последнее заключено в замкнутом пространстве, под защитой от воздействий внешней среды. Оно защищено также от попадания абразивных или жирных веществ, от плохих климатических условий, от вандализма и т.п., что продляет его срок службы и улучшает его эффективность.

Это устройство демпфирования 40 представляет собой устройство фрикционного типа, с магнитным торможением, например, токами Фуко или иными средствами.

Вариант, описанный ниже, основан на устройстве демпфирования фрикционного типа. В этом случае в нем имеется, по крайней мере, одна поверхность трения в виде диска, объединенного с подвижной частью, и, по крайней мере, одна грань трения, связанная жестким образом с опорой, составляющей часть задней опоры грузовика, или наоборот. На эту поверхность трения налагается с некоторым усилием давление, по крайней мере, одной другой поверхности трения, или поверхности, более или менее гладкой, или совсем другого средства, объединенного с противоположной опорой, фиксированной или вращающейся таким образом, чтобы образовать, по крайней мере, один узел деградации энергии за счет трения, действующего как тормоз, чтобы амортизировать движения виляния.

Эффективность и долговечность улучшены благодаря тому, что вся поверхность трения защищена и полностью активна, даже в случае углового колебания в продольной плоскости или боковой качки.

Согласно предпочтительному варианту этот узел торможения поверхностями трения реализуется в виде набора фрикционных дисков 41, поочередно связанных с центральной ступицей 42, фиксированной по отношению к ведущей машине 1, и с периферийным цилиндром 43, подвижным по отношению к автомобилю, причем эти поверхности прижимаются одна к другой узлом сжатия.

Центральная ступица 42 предпочтительно является цилиндрической деталью с центральной расточкой 44. Она механически соединена с картером 8, например, посредством шпилек 45, которые фиксируют его по отношению к ведущей машине 1. Преимуществом является то, что ступица 42 имеет наружную стенку с зарубками 46, что позволяет при сцеплении с набором дисков фиксировать его по отношению к шасси ведущей машины.

Периферийный барабан 43 предпочтительно имеет форму цилиндрического обода, концентрического с центральной ступицей 42 и имеющего больший диаметр. Для того чтобы обладать подвижностью по отношению к автомобилю, периферийный барабан 43 соединен с внутренним ободом 14 роликового обода 12 и через него - с крышкой 10, предпочтительно посредством болтов 19. Преимуществом является то, что периферийный барабан 43 также имеет внутреннюю стенку с зарубками 47, что позволяет запирать на нем подвижные поверхности трения.

Набор фрикционных дисков 41 вставлен между центральной ступицей 42 и периферийным барабаном 43. В него входит ряд неподвижных дисков 48 и подвижных дисков 49, расположенных попеременно. Эти диски образуют центральное отверстие 50.

Неподвижные диски 48 имеют зарубки на своей внутренней окружности вокруг отверстия 50, так что они взаимодействуют с зарубками наружной стенки 46 ступицы 42. Тем самым они фиксируются по отношению к центральной ступице 42 и, следовательно, к шасси ведущей машины.

Подобным же образом подвижные диски 49 имеют зарубки на своей внешней окружности, которые взаимодействуют с зарубками внутренней стенки 47 барабана 43 и тем самым приводятся во вращение барабаном 43, который в свою очередь приводится во вращение при движениях виляния крышкой через подшипниковый орган.

Предпочтительным образом центральная ступица 42 содержит два диска, между которыми вставлен подвижный диск 49, связанный с периферийным барабаном 47.

Набор дисков 41 располагается в нижней части на кольцевой пластине 51, механически соединенной с барабаном 43, например, также посредством болтов 19.

Для того чтобы обеспечить эффективность устройства демпфирования, на набор дисков 41 налагается аксиальная сила сжатия, позволяющая наиболее равномерным образом ввести в контакт под давлением рассматриваемые поверхности трения и, таким образом, заставить их работать. Следует заметить, что контакт осуществляется одновременным воздействием на все поверхности трения. Этот плоский контакт улучшает качество демпфирования и увеличивает долговечность трущихся деталей.

Эта аксиальная сила сжатия представляет собой, например, упругую силу, налагаемую посредством пружин 52, число которых может составлять, например, восемь, как в представленном варианте, а располагаются они по окружности в углублениях 53 крышки 10.

Эти пружины 52 опираются на круговую пластину 54 с закраиной 55 под плоской гранью и центральным выступом 56, причем и закраина, и выступ направлены вниз.

Пластина 54 своей закраиной 55 опирается на набор дисков 41 и прижимает их к пластине 51, обеспечивая тем самым надежный контакт поверхностей трения.

Центральный выступ 56 пластины 54 имеет цилиндрическую форму и входит со скольжением в центральное отверстие 44 ступицы 42. Это позволяет пластине 54 вращаться по отношению к ступице 42, следуя за движениями виляния.

Когда аксиальное усилие порождается пружинами 52, как в представленных способах реализации, оно приспосабливается или регулируется в зависимости от износа устройства демпфирования. Действительно, поскольку поверхности трения изнашиваются, общая толщина набора дисков уменьшается. Пружины 52 удлиняются и соответственно компенсируют это уменьшение из-за износа, обеспечивая во всех случаях прижимание дисков к пластине 54 и, тем самым, по-прежнему надежный контакт поверхностей трения под давлением.

Картер 8 может иметь проходное отверстие 57, предпочтительно с резьбой, расположенное концентрично по отношению к центральному отверстию 44 ступицы 42. Во время работы это отверстие 57 закрыто пробкой 58. При остановке пробка 58 может быть вынута, чтобы вставить глубиномер до пластины 54 и таким образом измерить износ фрикционных дисков 41.

Для того чтобы облегчить маневры, например, сцепления или расцепления прицепа, может быть вставлена резьбовая ось через резьбовое отверстие 57 и затем отверстие 44 до контакта с пластиной 54. Эта ось позволяет оказывать возрастающее давление на пластину 54, чтобы сжать пружины 52 и тем самым высвободить фрикционные диски 41.

Из приведенного описания становится очевидным функционирование шарнирного узла сцепки. При вождении машины движения углового колебания в продольной плоскости и боковой качки воспринимаются шарниром 21, а движения виляния - роликовым ободом 12.

В ходе движений виляния два обода 13 и 14 роликового узла вращаются относительно друг друга и с ними вращаются все элементы, которые соединены механически и составляют две функциональные группы.

Первая из этих групп неподвижна по отношению к автомобилю 1 и содержит опорную плиту 5, уступ 6, картер 8, наружный обод 13 роликового обода 12, центральную ступицу 42 и узел неподвижных дисков 48.

Вторая группа подвижна во вращении по отношению к первой группе и содержит крышку 10, стержень 22, внутренний обод 14 роликового обода 12, периферийный барабан 43, кольцевую пластину 51 и узел подвижных дисков 49.

Когда происходит движение виляния, подвижные диски 49, ведомые периферийным барабаном 43, поворачиваются по отношению к неподвижным дискам 48, связанным со ступицей 42, с которыми они находятся в плотном контакте трения, что приводит к торможению движения вращения за счет трения и ограничивает движение виляния, которое тем самым демпфируется.

Эффективность торможения гарантируется аксиальным усилием, производимым пружинами 52, которые сжимают набор фрикционных дисков 41 посредством пластины 54 и воздействуют тем самым на поверхности трения, противоположные друг другу. Увеличение числа поверхностей трения обеспечивает максимальную эффективность торможения и снижает износ устройства.

Разумеется, специалист может представить себе многочисленные варианты реализации описанного устройства, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.

Например, в представленных способах реализации шарнир 12, обеспечивающий движения виляния, расположен в нижней части, а шарнир 21, обеспечивающий движения углового колебания в продольной плоскости и боковой качки, - в верхней части шарнирного узла сцепки согласно изобретению. Специалист, однако, может без труда представить себе вариант этого устройства согласно которому эти два шарнира расположены в обратном порядке, лишь бы ось вращения при вилянии оставалась полностью отделенной от двух других движений - боковой качки и углового колебания в продольной плоскости.

Подобно этому, шарнир 21, обеспечивающий движения углового колебания и боковой качки, не обязательно должен состоять из оси, несущей цапфу, а может быть образован, например, шаром, снабженным системой блокировки движений виляния, или шаром, при наличии которого стержень 22 запирает движения виляния на этом уровне.

Устройство демпфирования трением может содержать некоторое число дисков, как минимум достаточное для обеспечения срока службы, соответствующего периодичности крупных эксплуатационных осмотров. Можно предусмотреть даже «однодисковый» вариант.

Поверхности трения устройства демпфирования удерживаются в плотном контакте друг с другом системой сжатия любой природы, в том числе механической системой, например, на основе пружин, как в описанных выше вариантах. Это может быть также пневматическая, гидравлическая, электрическая или иная система, способная оказывать аксиальное усилие сжатия.

Когда это усилие налагается гидравлической, пневматической или электрической системой, оно может регулироваться посредством схемы слежения, чтобы задать интенсивность демпфирования движений виляния, например, в зависимости от скорости и/или веса перевозимого груза.

Тем не менее, такое устройство демпфирования менее надежно, чем устройство, оборудованное механической системой сжатия. Действительно, в случае выхода из строя гидравлической, пневматической или электрической системы сжатия демпфирование движений виляния становится нереализуемым.

Можно также предусмотреть дополнение механической системы сжатия устройством отключения демпфирования. Это устройство могло бы уменьшить или прервать демпфирование при снижении скорости до определенного уровня, когда оно перестает быть необходимым, например, до 50 км/час, с тем чтобы облегчить маневры и ограничить износ поверхностей трения. Такое устройство, например пневматическое, гидравлическое или электрическое, могло бы в нужные моменты оказывать на пластину 54 аксиальное усилие противоположного направления по отношению к усилию сжатия, оказываемому пружинами 52, и тем самым высвобождать поверхности трения.

В этом варианте такая система вполне надежна, так как в случае выхода из строя пневматического, гидравлического или электрического устройства отключения демпфирование продолжает функционировать.

С другой стороны, по соображениям легкости конструкции две функциональные группы, вращающиеся относительно друг друга, содержат большое число независимых деталей, механически соединенных между собой. Можно, очевидно, предусмотреть уменьшение их числа, выполнив их из одной детали. Так, например, центральная ступица 42 может быть изготовлена как единое целое с картером 8.

Изложено предпочтительное применение шарнирного узла сцепки согласно изобретению для транспортного средства, состоящего из ведущей машины и прицепа с центральными осями. Тем не менее, можно предвидеть многочисленные другие применения, для других видов прицепов, а также, например, в области пассажирских автоприцепов, фургонов и других специальных прицепов.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Шарнирный узел сцепки транспортного средства состоит из ведущей машины и прицепа и содержит поверхности трения для демпфирования движений виляния. Шарнирный узел состоит из первого шарнира, обеспечивающего только движения виляния, а не движения боковой качки или углового колебания, содержащего поворотное устройство демпфирования движений виляния между ведущей машиной и прицепом, указанное поворотное устройство демпфирования расположено в замкнутом пространстве, защищенном от попадания загрязняющих веществ, и из второго шарнира, обеспечивающего движения боковой качки и углового колебания, а не движения виляния. Второй шарнир передает без люфта движение виляния на первый шарнир, причем движение виляния полностью независимо от движений боковой качки и углового колебания. Достигается ограничение амплитуды движений виляния прицепа в транспортном средстве, уменьшение занимаемого объема и защита от воздействий внешней среды. 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Шарнирный узел сцепки (4) транспортного средства, состоящего из ведущей машины (1) и прицепа (2), содержащий поверхности трения для демпфирования движений виляния, отличающийся тем, что он состоит из первого шарнира (12), обеспечивающего только движения виляния, а не движения боковой качки или углового колебания, содержащего поворотное устройство демпфирования движений виляния между ведущей машиной (1) и прицепом (2), причем указанное поворотное устройство демпфирования расположено в замкнутом пространстве, защищенном от попадания загрязняющих веществ, и второго шарнира (21), обеспечивающего движения боковой качки и углового колебания, а не движения виляния, и передающего без люфта движения виляния на первый шарнир, причем движения виляния полностью независимы от движений боковой качки и углового колебания.

2. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что шарнир, обеспечивающий движения виляния, содержит роликовый обод (12).

3. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит шарнир для движений боковой качки и углового колебания в продольной плоскости (21), на уровне которого никакой люфт в вилянии невозможен.

4. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.3, отличающийся тем, что отсутствие люфта в вилянии гарантируется плоским опорным контактом параллельных плоских поверхностей (37, 38).

5. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по одному из пп.1, 2, 4 отличающийся тем, что шарнир для движений боковой качки и углового колебания в продольной плоскости представляет собой шарнир со сферической опорной поверхностью (21).

6. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.5, отличающийся тем, что шарнир для движений боковой качки и углового колебания в продольной плоскости (21) содержит поперечную ось (23), на которую надеты две втулки (29, 30) с дополнительной сферической опорной поверхностью.

7. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.6, отличающийся тем, что втулки (29, 30) закреплены без возможности бокового люфта, воспринимающего движение виляния.

8. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по одному из пп.1, 2, 4, 6, 7, отличающийся тем, что устройство демпфирования движений виляния (40) содержит, по крайней мере, один диск (41), взаимодействующий, по крайней мере, с одной параллельной поверхностью, налагаемой на диск системой сжатия, оказывающей на него аксиальное усилие сжатия, причем, по крайней мере, одна из параллельных поверхностей является поверхностью трения.

9. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.8, отличающийся тем, что устройство демпфирования движений виляния (40) содержит набор фрикционных дисков (41), поочередно соединенных с ведущей машиной (1) и прицепом (2), вращающихся относительно друг друга под действием движений виляния.

10. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.9, отличающийся тем, что набор фрикционных дисков (41) содержит, по крайней мере, один неподвижный диск (48), соединенный с центральной ступицей (42), фиксированной по отношению к ведущей машине (1), и, по крайней мере, один подвижный диск (49), соединенный с периферийным барабаном (43), подвижным по отношению к машине.

11. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.10, отличающийся тем, что наружная стенка (46) ступицы (42) имеет зарубки, и тем, что, по крайней мере, один из неподвижных дисков (48) также имеет соответствующие зарубки на своей внутренней окружности вокруг выреза (50), вследствие чего он фиксируется при вращении относительно центральной ступицы (42).

12. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.10 или 11, отличающийся тем, что внутренняя стенка (47) периферийного барабана (43) имеет зарубки, и тем, что, по крайней мере, один из подвижных дисков (49) также имеет соответствующие зарубки на своей внешней окружности, вследствие чего он приводится во вращение периферийным барабаном (43).

13. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по одному из пп.9-11, отличающийся тем, что система сжатия содержит пластину (54), опирающуюся на набор фрикционных дисков (41), обеспечивая тем самым надежный контакт поверхностей трения.

14. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по одному из пп.9-11, отличающийся тем, что система сжатия устройства демпфирования движений виляния (40) является механической системой.

15. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.14, отличающийся тем, что механическая система сжатия устройства демпфирования движений виляния (40) содержит, по крайней мере, одну пружину (52).

16. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.15, отличающийся тем, что механическая система сжатия устройства демпфирования движений виляния (40) взаимодействует с устройством отключения демпфирования, выполненным с возможностью уменьшать или прерывать демпфирование при снижении скорости движения автомобиля ниже определенного уровня.

17. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.16, отличающийся тем, что устройство отключения демпфирования оказывает в нужные моменты аксиальное усилие противоположного направления по отношению к усилию сжатия и тем самым высвобождает поверхности трения.

18. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по одному из пп.9-11, отличающийся тем, что система сжатия устройства демпфирования движений виляния (40) является пневматической, гидравлической или электрической системой, выполненной с возможностью оказывать аксиальное усилие сжатия.

19. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.18, отличающийся тем, что он содержит также схему слежения, позволяющую регулировать усилие сжатия, налагаемое гидравлической, пневматической или электрической системой сжатия.

20. Шарнирный узел сцепки транспортного средства по п.10, отличающийся тем, что его наружная стенка (8) имеет поперечное резьбовое отверстие (57), расположенное вплотную к расточке (44) ступицы (42), что позволяет измерять износ фрикционных дисков (41) или вставлять резьбовую ось, позволяющую оказывать возрастающее давление на пластину (54) и высвобождать фрикционные диски (41).