СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ СЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
COUPLING DEVICE STATUS INDICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе обеспечения индикации состояния сцепного устройства буксирующего транспортного средства.
Уровень техники
Во многих сцепных устройствах прицепов рабочая рукоятка сцепного шкворня (как правило, шкворня с возможностью вертикального перемещения) служит в качестве первого блокирующего приспособления сцепного устройства. Ее положение позволяет также получать индикацию состояния сцепного устройства, то есть указание на то, блокировано оно или разблокировано. Однако во многих странах действуют строго определенные правила, содержащие требование наличия, помимо рабочей рукоятки, еще и предохранительного приспособления второго уровня. Таким предохранительным приспособлением второго уровня может быть, например, стопорный штифт или иная деталь, которая может приводиться в действие для зацепления со шкворнем с целью его установки в положение разблокирования.
Для определения состояния подобного предохранительного приспособления второго уровня это предохранительное приспособление второго уровня снабжают, как правило, специальным датчиком, определяющим состояние этого приспособления. Кроме того, предусматривают некоторые средства для предоставления индикации состояния водителю. Так, например, состояние может быть обычно «зеленым» (что указывает на то, что сцепной шкворень тоже заблокирован) или «красным» (это указывает на то, что состояние сцепного шкворня не определено).
В ряде случаев в кабине водителя, например, на приборном щитке, находится специальный индикатор, электрически соединенный (как правило, проводами) с датчиком. Индикатор таким образом может предоставлять индикацию водителю.
В других случаях бывает достаточно предусмотреть индикатор на одном из бортов транспортного средства, при этом водитель сможет следить за результатом, например, в зеркале заднего вида. Один из простых способов обеспечения такой индикации состоит в том, чтобы разместить на борту транспортного средства светоизлучающий прибор, СИД (LED, от англ. light emitting device) и присоединить электрическим проводом этот светоизлучающий прибор к датчику. Однако такое решение страдает тем недостатком, что требуется, чтобы электрическое соединение и светоизлучающий прибор отвечали требованиям электробезопасности. Кроме того, светоизлучающий прибор и соединение для него подвержены коррозии, что может привести к ухудшению качества индикации.
Раскрытие сущности изобретения
Одной из целей настоящего изобретения является устранение указанных выше проблем путем разработки усовершенствованной индикации состояния сцепного устройства.
В соответствии с первым аспектом изобретения, для достижения этой и других целей предложена система индикации состояния сцепного устройства буксирующего транспортного средства, содержащая сенсорное устройство, обеспечивающее определение момента, когда сцепной шкворень сцепного устройства находится в положении зацепления; светоизлучающий прибор, электрически соединенный с сенсорным устройством и выполненный с возможностью излучения светового сигнала, обеспечивающего индикацию того, когда сцепной шкворень находится в положении зацепления, причем светоизлучающий прибор расположен вблизи датчика. Эта система дополнительно содержит оптический волновод, выполненный с возможностью приема светового сигнала и направления светового сигнала, и выводную структуру для вывода светового сигнала из оптического волновода.
Под выражением «вблизи» здесь понимается, что световой прибор находится в той же зоне электробезопасности, что и датчик (и любая другая электрическая схема, связанная со сцепным устройством).
Благодаря использованию оптического волновода для направления светового сигнала излучение этого светового сигнала может осуществляться таким способом и в таком месте, чтобы обеспечивалось его беспрепятственное наблюдение. При использовании оптического волновода для направления света предотвращаются проблемы, связанные с соблюдением правил электробезопасности в тех местах, которые не классифицированы по безопасности. Кроме того, удается полностью или частично устранить электрические неисправности, вызываемые коррозией, влажностью и загрязнением.
Оптический волновод может представлять собой гибкое оптоволокно. Такие оптоволокна легкодоступны и обладают свойствами, необходимыми для нужд предлагаемой системы.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, выводная структура проходит вдоль поверхности оптического волновода с обеспечением при этом вывода света в радиальном направлении вдоль оптоволокна. Эта выводная структура может представлять собой просто решетку или другую неровность на поверхности оптического волновода, служащую для прерывания полного внутреннего отражения света, которое в противном случае происходило бы в оптическом волноводе. Благодаря выводу света по всей длине волновода обеспечивается возможность беспрепятственного наблюдения излучения светового сигнала.
Оптоволокно может располагаться на траектории, лежащей в горизонтальной плоскости, что позволяет получить излучение света во всех направлениях в горизонтальной плоскости. Так, например, оптоволокно может выполняться в виде одной или нескольких петель или витков, намотанных, например, на сцепное устройство. Благодаря такому решению обеспечивается излучение светового сигнала во всех направлениях вокруг буксирующего транспортного средства, что дает возможность его беспрепятственного наблюдения.
В соответствии с другими вариантами осуществления, оптический волновод имеет первый конец, примыкающий к светоизлучающему прибору, причем первый конец выполнен с возможностью приема светового сигнала, и второй конец, расположенный на участке на расстоянии от датчика, причем торцевая поверхность второго конца образует выводную структуру. В этом случае оптический волновод обеспечивает смещение светового сигнала, излучаемого светоизлучающим прибором, в сторону указанного участка.
Участок может находиться на наружной поверхности буксирующего транспортного средства, где будет возможно его беспрепятственное наблюдение. Предпочтительно, чтобы это участок находился на стороне водителя буксирующего транспортного средства, так чтобы водитель мог видеть индикацию состояния в зеркале заднего вида.
Выводная структура может включать в себя оптический элемент типа линзы, выполненный с возможностью излучения светового сигнала в нужном направлении. Так, например, в случае, когда второй конец расположен на борту буксирующего транспортного средства, линза сможет направлять световой сигнал в сторону передней части буксирующего транспортного средства.
Светоизлучающий прибор может содержать по меньшей мере один светоизлучающий диод (СИД). Можно либо предусмотреть отдельные цветные СИДы для каждого вида индикации (например, один красный и один зеленый), либо управлять единственным СИДом таким образом, чтобы он излучал разные цвета (или, согласно другому решению, разные сигналы с использованием, например, модуляции интенсивности).
Можно использовать сцепное устройство типа устройства, имеющего стопорный штифт, выполненный с возможностью механического блокирования сцепного шкворня в положении зацепления. Такой стопорный штифт носит название «второго предохранительного приспособления». В данном случае сенсорное устройство выполнено с возможностью определения момента, когда сцепной шкворень находится в положении зацепления, посредством определения положения стопорного штифта. В типовом сцепном устройстве, когда сцепной шкворень находится в положении зацепления (опущен), стопорный штифт может перемещаться по существу в горизонтальном направлении над сцепным шкворнем, благодаря чему предотвращаются движение вверх и выход сцепного шкворня из зацепления.
Краткое описание чертежей
Ниже следует более детальное описание настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, иллюстрирующие предпочтительные в данном случае варианты его осуществления.
Фиг. 1 представляет собой схематический вид сверху с частичным разрывом, иллюстрирующий буксирующее транспортное средство со сцепным устройством и системой индикации состояния согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2а и 2b иллюстрируют сцепное устройство со сцепным шкворнем и сцепную тягу с проушиной.
Фиг. 3а и 3b представляют собой виды в разрезе, иллюстрирующие типовое сцепное устройство, снабженное некоторыми элементами системы индикации состояния согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 очень схематично показан вид сверху буксирующего транспортного средства 1, имеющей сцепное устройство 2, которое крепится к тяговому брусу 3. Задняя часть транспортного средства 1 показана с вырывом, что позволяет лучше видеть сцепное устройство 2. Следует отметить, что в данном случае в качестве буксирующего транспортного средства выступает моторизованный грузовой автомобиль, однако «буксирующим транспортным средством» можно также называть промежуточный прицеп, то есть прицеп, буксируемый грузовиком и, в свою очередь, буксирующий следующий прицеп.
Как очень схематично показано на фиг. 2а и 2b, здесь использовано сцепное устройство 2 типа устройства, содержащего вертикально перемещаемый сцепной шкворень 4 (см. также фиг. 3а-3b). Имеется прикрепленная к прицепу сцепная тяга 5, на переднем конце которой выполнено отверстие 6, называемое «проушиной». Эта сцепная тяга может вставляться в сцепное устройство 2 в таком положении, при котором проушина 6 расположена непосредственно под сцепным шкворнем 4. Предпочтительно, чтобы сцепное устройство 2 представляло собой нечто вроде направляющего раструба, или соединительной горловины, 7, с тем чтобы облегчить направленное смещение сцепной тяги 5 в нужное положение. После того как проушина 6 придет в нужное положение, сцепной шкворень 4 опускается, заходя в эту проушину 6, в результате чего сцепная тяга 5 закрепляется в сцепном устройстве 2 (см. фиг. 2b). Рабочая рукоятка 8 сцепного устройства 2 перемещается вместе со сцепным шкворнем 4 и может, таким образом, служить первой индикацией момента, когда этот шкворень опущен. Кроме того, иллюстрируемое здесь сцепное устройство 2 включает в себя второе предохранительное приспособление в виде подпружиненного стопорного штифта 20. Как видно на фиг. 2а, стопорный штифт 20 упирается в сцепной шкворень 4 (или какую-либо часть его рабочей конструкции) и слегка выступает за корпус сцепного устройства. На фиг. 2b показано, что когда сцепной шкворень 4 опущен, стопорный штифт может свободно смещаться в положение ввода. Рабочая конструкция рассчитана таким образом, чтобы стопорный штифт 20 мог смещаться в положение ввода только тогда, когда сцепной шкворень полностью опущен, так что он может зацепляться с проушиной 6 сцепной тяги. Ниже работа стопорного штифта будет описана более детально со ссылками на фиг. 3а-3b.
Для водителя или другого оператора крайне важно знать, когда сцепное устройство 2 вошло в зацепление со сцепной тягой 5. Для этого может быть предусмотрен индикатор состояния, обеспечивающий визуальную индикацию состояния сцепного устройства 2. В простейшем случае под состоянием понимается положение сцепного шкворня 4, то есть находится ли он в поднятом положении (фиг. 2) или в опущенном (фиг. 2b). В соответствии с другим вариантом, под индикацией состояния имеется в виду индикация состояния предохранительного приспособления второго уровня, когда первый сигнал указывает на то, что сцепное устройство определенно вошло в зацепление (например, зеленый цвет), а второй сигнал (например, красный цвет) - что не вошло.
В соответствии с рассматриваемым здесь примером, индикатор включает в себя светоизлучающий прибор 10, состоящий, например, из одного или нескольких источников 9а, 9b света типа СИДов, которые располагаются вблизи сцепного шкворня 4. Светоизлучающий прибор 10 соединен с датчиком 22 (см. фиг. 3а и 3b), обеспечивающим определение момента, когда сцепной шкворень входит в зацепление. Как видно на фиг. 2, когда сцепной шкворень поднят, первый СИД 9а излучает световой сигнал. На фиг. 2b показано, что когда сцепной шкворень опущен, световой сигнал излучается вторым СИДом 9b.
Поскольку сцепное устройство 2 снабжено датчиками и схемами управления (не показаны), для которых требуется электрическое напряжение, устройство 2 должно отвечать требованиям норм электробезопасности. Следовательно, для соединения светоизлучающего прибора с датчиком необходимы очень незначительные объемы дополнительной работы и стоимости. Так, в частности, для него не требуется какой-либо дополнительной гарантии соблюдения норм безопасности.
Однако, учитывая, что к индикации состояния предъявляется требование улучшения ее видимости, система может быть снабжена оптическим волноводом (световодом) 11, например, в виде одного или нескольких оптоволокон 12, а также выводной структурой 17, 18 для вывода света из волновода 11. Свет, излучаемый светоизлучающий прибором 10, вводится в световод 11, а затем направляется этим световодом 11 в нужное место. Для уменьшения потерь, происходящих в ходе процесса ввода, система может содержать соответствующий вводной элемент 19, находящийся в оптическом контакте со светоизлучающим прибором и концом световода 11. Такие оптические вводные элементы часто используются, в сочетании с оптическими волноводами типа оптоволокон, для снижения потерь.
В качестве выводной структуры можно применить любую структуру, обеспечивающую прерывание полного внутреннего отражения, которое удерживает свет в световоде 11. В качестве простейшего примера можно назвать конец 12b световода, глее свет может выходить через торцевую поверхность 17. Однако выводные структуры могут быть также сформированы по продольной оси световода 11, например, в виде решеток 18 или иных поверхностных образований. Конкретные конструкция и место расположения выводной(ых) структуры (структур) 17, 18 зависят от нужного места и внешнего вида излучения света.
В соответствии с одним из примеров, световод 11 снабжен продольными выводными структурами (типа решеток 18) и помещен в траектории, лежащей в горизонтальной плоскости. Так, например, световод 11 может располагаться в обмотке или катушке, намотанной на сцепное устройство 2. В результате свет будет выводиться из световода 11 во всех направлениях в горизонтальной плоскости и благодаря этому будет легко виден со всех направлений.
В случае, проиллюстрированном на фиг. 1-2, каждое оптоволокно имеет первый конец 12а, выполненный с возможностью приема света, выходящего из светоизлучающего прибора 10, и второй, дальний конец 12b, находящийся на нужном участке 13, в данном случае - на наружной стороне 14 транспортного средства 1, предпочтительно на стороне водителя. Как видно на фиг. 1, один источник 9а, 9b света используется для каждой из двух индикаций состояния (например, одна красным цветом и другая зеленым), тогда как два оптоволокна 11 используются для направления света, поступающего из соответствующего источника. На фиг. 2 видно, что свет от двух источников 9а, 9b света вводится в единственное волокно 12.
Кроме этого, как понятно для специалистов в данной области, можно также предусмотреть единственный источник света, обеспечивающий генерацию двух разных световых сигналов. Так, например, это может быть источник света, способный генерировать разные цвета, - в частности, СИД с регулированием цвета или композитный источник света, содержащий несколько СИДов разного цвета. Можно также использовать первый и второй световые сигналы одного и того же цвета, но с разными характеристиками, например, с непрерывно горящим или мигающим светом. В случае, когда один светоизлучающий прибор используется для генерации обоих сигналов, требуется всего одно оптоволокно.
Рядом с торцевой поверхностью 17 волокна (волокон) 12 может быть помещен оптический элемент, например пригодная для этого линза, 15, выполненная с возможностью ввода света из волокна 12 и его направления по нужной траектории. Так, например, линза 15 может быть выполнена с возможностью направления света в сторону передней части транспортного средства 1, так чтобы он мог быть лучше виден водителю в зеркале 16 заднего вида. В соответствии с другим вариантом, линза 15 может быть рассчитана просто таким образом, чтобы рассеивать свет, выходящий из оптоволокна, с обеспечением его видимости со всех направлений.
На фиг. 3а и 3b приведены виды в разрезе сцепного устройства по фиг. 2а и 2b. Здесь можно более четко видеть сцепной шкворень 4 в поднятом (фиг. 3а) и опущенном (фиг. 3b) положениях. На фиг. 3а демонстрируется, как стопорный штифт 20 упирается в сцепной шкворень 4, а на фиг. 3b как стопорный штифт может свободно смещаться дальше в корпус сцепного устройства.
Сцепное устройство 2 дополнительно включает в себя датчик 22, выполненный с возможностью определения положения стопорного штифта 20. В качестве такого датчика предпочтительно использовать бесконтактный датчик типа индуктивного, магнитный датчик, датчик на эффекте Холла, оптический датчик или датчик любого другого подходящего вида. Датчик электрически соединяется со светоизлучающим прибором 10, так чтобы первый световой сигнал (например, зеленый) генерировался, когда датчик 22 обнаруживает, что стопорный штифт 20 находится во введенном положении (фиг. 3b), и чтобы второй световой сигнал (например, красный) генерировался, когда датчик обнаруживает, что стопорный штифт 20 находится в извлеченном положении (фиг. 3а). Следует иметь в виду, что первый сигнал указывает при этом на то, что сцепной шкворень 4 должен находиться в опущенном положении (в зацеплении), а второй сигнал указывает лишь на то, что это не так и что точное положение сцепного шкворня 4 неизвестно. Так, например, может не быть уверенности в том, что сцепной шкворень 4 находится в полностью поднятом положении.
Специалистам в данной области должно быть очевидно, что настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается описанными выше предпочтительными вариантами его осуществления. Напротив, возможны самые разнообразные модификации и изменения в рамках объема правовой охраны, заявленного в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Так, например, для ввода, вывода и направления света могут быть использованы оптические элементы разных типов.