ШКВОРНЕВОЕ УСТРОЙСТВО
SCREW DEVICE

Изобретение относится к шкворневому устройству, в частности, для системы автоматического соединения.
Из предшествующего уровня техники известны шкворневые устройства, которые используют для установки на прицепе. Шкворневые устройства обычно содержат шкворень, который используют для вставки в седельно-сцепное устройство и для надежного соединения с ним. Это соединение обеспечивает передачу тягового усилия от седельно-сцепного устройства в шкворневое устройство. Шкворневые устройства, известные из предшествующего уровня техники, все чаще конструируют таким образом, чтобы использовать их в системе автоматического соединения. В такой системе автоматического соединения, вилку обычно устанавливают с возможностью поворота вокруг шкворня, причем эта вилка автоматически соединяется со стыковочной вилкой на тягаче в процессе соединения. Однако проблема этих устройств, известная из предшествующего уровня техники, состоит в том, что эти системы имеют особенно большие требования к установочному пространству.
Вследствие этого, цель настоящего изобретение состоит в создании шкворневого устройства, которое является компактным и требует только небольшого установочного пространства.
Эта цель достигнута с помощью шкворневого устройства по п. 1, дополнительные предпочтительные варианты осуществления и признаки вытекают из подпунктов, описания и сопровождающих фигур.
Согласно изобретению шкворневое устройство, в частности для системы автоматического соединения, содержит шкворень, опорный круг и опорную конструкцию, причем шкворень проходит по оси шкворня, опорный круг установлен с возможностью вращения вокруг оси шкворня относительно шкворня, в частности установлен на подшипнике скольжения, опорный круг имеет отверстие, через которое проходит шкворень, опорная конструкция проходит в радиальном направлении, опорная конструкция содержит крепежное средство для непрямого и/или прямого прикрепления и/или для поддержки вилочного соединительного устройства, опорная конструкция прямо и/или непрямо прикреплена к опорному кругу, в частности первым концом опорной конструкции. Шкворневое устройство согласно изобретению предназначено для установки на прицеп, в частности на полуприцеп. Такой прицеп принципиально предназначен для буксировки тягачом. Эту буксировку проводят в частности с помощью шкворня шкворневого устройства, вставляемого в седельно-сцепное устройство тягача и зацепляемого с ним, так чтобы посредством шкворня можно было передавать усилия от тягача к прицепу. Другими словами, это может означать, что шкворень шкворневого устройства служит для передачи буксирующих и/или толкающих усилий между прицепом и тягачом. В частности, шкворневое устройство служит для использования в системе автоматического соединения, система автоматического соединения в рамках настоящего изобретения, в частности, представляет собой систему соединения, которая служит и/или выполнена с возможностью передачи мощности, пневматической и/или электрической энергии или других видов энергии или информационных сигналов между тягачом и прицепом за счет автоматического соединения энергетических или информационных линий. Шкворень шкворневого устройства согласно изобретению проходит вдоль оси шкворня. Другими словами, это может означать, что ось шкворня представляет собой направление, в котором определяют длину шкворня. В частности, шкворень является вращательно симметричным по меньшей мере в некоторых зонах вокруг оси шкворня. Опорный круг шкворневого устройства установлен с возможностью вращения вокруг оси шкворня, в частности за счет использования подшипников скольжения, использование подшипников скольжения для установки опорного круга имеет то преимущество, что достигается особенно компактная установка. Благодаря установке с возможностью вращения опорного круга относительно шкворня опорная конструкция может поворачиваться вокруг оси шкворня, так что, опорный круг, в частности, способен поворачиваться, например, при прохождении поворотов. Опорный круг имеет отверстие, через которое проходит и/или может проходить шкворень. Другими словами, это может означать, что шкворень направлен по меньшей мере частично через опорный круг.Кроме шкворня и опорного круга шкворневое устройство содержит опорную конструкцию. Эта опорная конструкция проходит в радиальном направлении. Радиальным направлением, в частности, является такое направление, которое перпендикулярно оси шкворня. Направлением протяжения опорной конструкции, в частности, является направление, в котором проходит опорная конструкция. Альтернативно или дополнительно предпочтительно, направлением протяжения опорной конструкции также может быть направление, в котором определяют длину опорной конструкции. Предпочтительно, опорная конструкция имеет крепежное средство для непрямого и/или прямого прикрепления и/или установки вилочного соединительного устройства. Вилочное соединительное устройство служит в частности для соединения и/или возможности соединения со сконструированной для стыковки вилкой на тягаче. Другими словами, это может означать, что система автоматического соединения образована или реализована посредством вилочного соединительного устройства в сочетании со стыковочной вилкой на тягаче. Например, вилочное соединительное устройство может иметь пневматические, гидравлические и/или электрические вилочные контакты для создания проводящего энергию соединения с тягачом. Прикрепление и/или установку соединительного устройства на опорную конструкцию осуществляют посредством крепежных средств опорной конструкции, причем они могут быть выполнены, например, в виде отверстий и/или выступов и/или в виде фиксирующих поверхностей. Под прикреплением и/или установкой в этом контексте нужно понимать, что опорная конструкция служит для поддержки или содержания соединительного устройства. Сама опорная конструкция прямо и/или непрямо прикреплена к опорному кругу, в частности первым концом опорной конструкции. Первый конец опорной конструкции образует, в частности, дистальную концевую область опорной конструкции, причем первый конец представляет собой, в частности, дистальную концевую область опорной конструкции, которая обращена к шкворню. Предпочтительно, первый конец имеет монтажные отверстия для прикрепления. Это крепление к опорному кругу, в частности, может быть осуществлено с помощью обратимого крепления посредством винтов. Альтернативно или дополнительно предпочтительно, опорная конструкция также может быть прикреплена к опорному кругу посредством соединения с фиксацией материала, посадки с геометрическим замыканием и/или прессовой посадки. Под прикреплением в этом контексте нужно понимать, что один конец опорной конструкции может быть расположен неподвижно относительно опорного круга. Другими словами, это может означать, что опорный круг и опорная конструкция могут быть закреплены друг относительно друга. За счет непрямого и/или прямого расположения опорной конструкции на опорном круге получают особенно компактное шкворневое устройство - несмотря на опорную конструкцию - для которого требуется только небольшое установочное пространство.
Предпочтительно, опорная конструкция выступает за пределы опорного круга в радиальном направлении. Выступ за пределы опорного круга нужно понимать таким образом, что опорная конструкция находится дальше от шкворня в радиальном направлении, чем любая часть опорного круга. В частности, опорная конструкция сконструирована так, чтобы выступать дальше в радиальном направлении - по сравнению с опорным кругом - так что максимальное расстояние опорной конструкции от шкворня или от оси шкворня в два раза больше максимального расстояния опорного круга от оси шкворня. За счет выступа опорной конструкции в радиальном направлении за пределы опорного круга можно обеспечить более хороший доступ к крепежному средству опорной конструкции. Вследствие этого, это может, в частности, улучшить или упростить крепление и доступность вилочного соединительного устройства.
Предпочтительно, минимальное расстояние между шкворнем и опорной конструкцией, в частности между шкворнем и первым концом опорной конструкции, составляет максимально 35 мм, предпочтительно максимально 10 мм и более предпочтительно максимально 5 мм. Теоретически минимальным расстоянием является наименьшее расстояние между шкворнем и опорной конструкцией. При минимальном расстоянии между шкворнем и опорной конструкцией максимум 35 мм можно обеспечить особенно компактное шкворневое устройство, которое можно легко устанавливать. При минимальном расстоянии максимум 10 мм заявитель неожиданно обнаружил, что такая компоновка приводит к особенно предпочтительным свойствам гашения вибрации. При минимальном расстоянии между шкворнем и опорной конструкцией максимально 5 мм, можно обеспечить особенно надежное шкворневое устройство, поскольку зацепление или протискивание в щель между шкворнем и опорной конструкцией - при таком маленьком расстоянии - является особенно трудным. Вследствие этого, такое минимальное расстояние максимально 5 мм повышает надежность работы шкворневого устройства.
Целесообразно, чтобы отношение минимального расстояния между шкворнем и опорной конструкцией, в частности местом соединения опорной конструкции, к максимальному диаметру опорного круга находилось в диапазоне от 0,002 до 0,3, предпочтительно в диапазоне от 0,005 до 0,2 и более предпочтительно в диапазоне от 0,01 до 0,13. Максимальный диаметр опорного круга, в частности, представляет собой диаметр максимально наружного размера опорного круга. При отношении минимального расстояния между шкворнем и опорной конструкцией к максимальному диаметру опорного круга в диапазоне от 0,002 до 0,3 можно обеспечить особенно надежное крепление, потому что при этой конструкции для опорной конструкции доступна достаточно большая опорная поверхность, так что можно обеспечить опору с особенно низким наклоном. При отношении в диапазоне от 0,005 до 0,2 заявитель неожиданно обнаружил, что опорная конструкция имеет особенно низкие характеристики вибрации во время работы. Отношение в диапазоне от 0,01 до 0,13 приводит к особенно компактному шкворневому устройству. Место соединения опорной конструкции, в частности, представляет собой место поддержки опорной конструкции, например относительно опорного круга.
Предпочтительно, опорная конструкция, в частности место соединения опорной конструкции, расположено и/или закреплено таким образом, что оно является несмещаемым и/или неподвижным относительно или по отношению к опорному кругу.
Таким образом, можно обеспечить особенно механически упругое шкворневое устройство.
Предпочтительно, шкворень по меньшей мере частично расположен между компонентами опорной конструкции. Таким образом, можно обеспечить особенно компактную конструкцию шкворневого устройства. Под «между» нужно понимать, что по меньшей мере части опорной конструкции проходят с обеих сторон шкворня. Другими словами, шкворень, вследствие этого, может быть по меньшей мере частично или по меньшей мере секционно окружен опорной конструкцией или может проходить между компонентами опорной конструкции.
Целесообразно, чтобы опорная конструкция имела две стойки, причем каждая из стоек непрямо и/или прямо прикреплена к опорному кругу, причем предпочтительно шкворень по меньшей мере частично расположен между стойками. Предоставление двух стоек или по меньшей мере частичное образование опорной конструкции посредством двух разных стоек приводит к особенно легкой опорной конструкции, которая, однако, все-таки обладает особенно большой степенью прочности при изгибе. Это позволяет экономить и материал, и вес, что приводит к особенно легкой и упругой опорной конструкции. В частности, две стойки опорной конструкции выполнены таким образом, что они ограничивают опорную конструкцию перпендикулярно направлению, в котором проходит опорная конструкция. Другими словами, это может означать, что боковые границы опорной конструкции образованы стойками. Это приводит к особенно жесткой при изгибе опорной конструкции. За счет образования шкворневого устройства таким образом, что шкворень по меньшей мере частично расположен между стойками, получается особенно компактное и малогабаритное шкворневое устройство, потому что оно оптимизирует использование доступного установочного пространства, для дополнительного улучшения этого использования установочного пространства, в частности, те поверхности опорной конструкции, которые образованы ближе всего к шкворню, образованы комплементарно шкворню. Комплементарно может означать, например, в случае вращательно симметричного шкворня вокруг оси шкворня, что эти поверхности опорной конструкции являются, в частности, круглыми, а центр этого закругления лежит, в частности, на оси шкворня. Другими словами, это может означать, что поверхности наиболее близкие к шкворню имеют тот же центр изгиба, что и наиболее близкие и ограниченные снаружи поверхности шкворня. Это обеспечивает установку опорной конструкции особенно близко к шкворню, что приводит к особенно компактному шкворневому устройству.
Предпочтительно, в опорной конструкции с двумя стойками, каждая из двух стоек образует часть первого конца опорной конструкции и фиксированно соединена с опорным кругом на этом соответствующем первом конце. Другими словами, это может означать, что каждая стойка может образовать свою собственную часть первого конца опорной конструкции, причем каждая из этих частей, в свою очередь, прикреплена к опорному кругу. Это приводит к особенно механически надежному креплению опорной конструкции.
Предпочтительно, опорная конструкция является зеркально симметричной, в частности относительно плоскости симметрии, которую охватывает ось шкворня и радиальное направление. За счет образования опорной конструкции в виде зеркально симметричной конструкции, ее можно изготавливать особенно легко. Кроме того, этот тип конструкции также имеет преимущества в отношении распределения веса.
Предпочтительно, опорная конструкция образована по меньшей мере в виде V-образных секций, в частности направленных на шкворень. V-образная конструкция в секциях означает, что наружный контур опорной конструкции по меньшей мере частично наклонен к радиальному направлению и/или направлению, в котором проходит опорная конструкция. Это обеспечивает возможность, в частности, облегчения выравнивания опорной конструкции при движении к седельно-сцепному устройству на тягаче. Особенно предпочтительно, если эта по меньшей мере частично V-образная секция опорной конструкции образована таким образом, что форма V указывает в качестве стрелки на ось шкворня или на шкворень.
Целесообразно, чтобы опорный круг имел наружный диаметр самое большее 400 мм, предпочтительно самое большее 300 мм и особенно предпочтительно самое большее 250 мм. Наружный диаметр опорного круга в частности, представляет собой максимально возможный наружный диаметр опорного круга. Предпочтительно, центр опорного круга лежит на направлении шкворня. При наружном диаметре опорного круга самое большее 400 мм, достигается особенно хороший компромисс между способностью к механической нагрузке и требованиям к установочному пространству опорного круга и/или всего шкворневого устройства. Чтобы обеспечить особенно простое и экономичное производство опорного круга, максимальный наружный диаметр опорного круга должен составлять самое большее 300 мм. Для обеспечения особенно компактного шкворневого устройства опорный круг должен иметь максимальный наружный диаметр 250 мм. Например, такой маленький наружный диаметр опорного круга можно обеспечить за счет установки опорного круга на подшипники скольжения. Альтернативно или дополнительно предпочтительно, такую компактную компоновку также можно обеспечить за счет образования опорного круга, например, из латуни и/или бронзы и/или из другого материала, пригодного для подшипников скольжения. Это связано с тем, что этот тип конструкции позволяет шкворневому устройству обойтись без устройств с подшипниками качения, для которых требуется большое установочное пространство. В этом контексте, однако следует заметить, что, хотя опорный круг с подшипниками скольжения можно сконструировать маленьким, совсем необязательно конструировать его маленьким. Другими словами, это означает, что опорные круги на подшипниках скольжения также могут иметь максимальные наружные диаметры более 300 мм.
Предпочтительно, чтобы опорный круг по меньшей мере частично был сделан из латуни и/или бронзы. Это позволяет особенно легко поворачивать опорный круг, потому что латунь и/или бронза обладают особенно хорошими трибологическими свойствами, особенно в отношении возникающего коэффициента трения и/или в отношении износоустойчивости. За счет использования латуни и/или бронзы в качестве материала опорного круга можно в частности обойтись без использования подшипников качения. Предпочтительно, по меньшей мере часть опорного круга, которая входит в контакт с дополнительными компонентами подшипника, сделана из латуни и/или бронзы. Таким образом, можно идеально использовать хорошие трибологические свойства латуни и/или бронзы. Альтернативно предпочтительно, весь опорный круг может быть сделан из латуни и/или бронзы. Это приводит к особенно легкому изготовлению опорного круга.
Целесообразно, чтобы опорный круг имел по меньшей мере одно отверстие, причем отверстие выполнено с возможностью прокладки через него кабелей и/или проводов. В частности, отверстие выполнено таким образом, что оно обеспечивает прохождение через него кабеля и/или канала от верхней стороны до нижней стороны опорного круга. Другими словами, это может означать, что отверстие полностью пронизывает опорный круг, в частности на оси шкворня. Благодаря возможности прохода кабелей прямо через опорный круг, можно обеспечить кабель и/или провод с особенно короткой длиной, что позволяет снизить расходы.
В предпочтительном варианте осуществления между частями опорной конструкции, в частности между двумя стойками опорной конструкции открывается отверстие. За счет обеспечения открывания отверстия между частями опорной конструкции, в частности между стойками, кабели, направляемые через отверстие, механически защищены от внешних нагрузок. Другими словами, это может означать, что за счет предоставления отверстие между частями опорной конструкции, в частности между двумя стойками, если опорная конструкция закручивается, стойка (стойки) или опорная конструкция будет сперва контактировать с «движущейся» частью перед тем как эта «движущаяся часть» сможет повредить кабели и/или каналы. Вследствие этого, за счет открывания прорыва между частями опорной конструкции, в частности между двумя стойками достигается особенно функционально надежное шкворневое устройство.
Целесообразно, чтобы шкворневое устройство содержало купол, причем шкворень непрямо и/или прямо прикреплен к куполу, и при этом предпочтительно купол имеет монтажную поверхность, выполненную с возможностью прикрепления купола к прицепу. В частности, купол используют для прямого и/или непрямого прикрепления шкворня к куполу, в частности посредством материала и/или прессовой посадки и/или посадки с геометрическим замыканием. Кроме того, купол способен переносить нагрузку со шкворня на прицеп посредством монтажной поверхности купола. Предпочтительно, монтажная поверхность купола имеет нормаль, которая параллельна оси шкворня. Таким образом, можно обеспечить особенно простое и надежное, а также компактное шкворневое устройство, которое обеспечивает особенно надежную опору шкворня. Предпочтительно, купол образован в виде единой детали. Это может увеличить способность к механической нагрузке купола.
Предпочтительно, купол выполнен таким образом, что он прямо и/или непрямо поддерживает опорный круг относительно прицепа. С этой целью купол имеет, в частности, опорную поверхность, которая обеспечивает прямой и/или непрямой контакт с опорным кругом и/или служит для поддержки опорного круга.
Предпочтительно, шкворневое устройство содержит концевую пластину, причем концевая пластина расположена непрямо и/или прямо на куполе, причем опорный круг расположен по меньшей мере в секциях между концевой пластиной и куполом, в частности по меньшей мере одна несущая секция опорного круга, расположенная на несущей стороне, расположена в радиальном направлении между куполом и концевой пластиной, так что купол и/или концевая пластина полностью предотвращает смещение опорного круга по оси шкворня и в радиальном направлении. Это прямое ограничение возможности перемещения опорного круга обеспечивает особенно компактную компоновку. Предпочтительно, опорный круг расположен таким образом, что несущая секция расположена между куполом и концевой пластиной в направлении, параллельном оси шкворня. В частности, концевая пластина имеет внутреннее отверстие, которое является вращательно симметричным к оси шкворня, и при этом опорный круг и/или шкворень проходит по меньшей мере частично через это внутреннее отверстие концевой пластины. Таким образом, можно обеспечить особенно компактное шкворневое устройство или подшипник опорного круга.
В предпочтительном варианте осуществления опорный круг установлен на подшипнике скольжения относительно концевой пластины, и/или опорный круг установлен на подшипнике скольжения относительно купола. Благодаря подшипнику скольжения опорного круга относительно концевой пластины и/или относительно купола можно обеспечить особенно компактное шкворневое устройство, потому что можно устранить занимающие много места устройства с подшипниками качения. Эти устройства с подшипниками качения занимают особенно много места не только в радиальном направлении, но также в направлении оси шкворня, так что отказ от этих устройств с подшипниками качения приводит к очень компактному шкворневому устройству.
Предпочтительно, между куполом и опорным кругом расположено кольцо скольжения, и/или кольцо скольжения расположено между опорным кругом и концевой пластиной. За счет использования кольца скольжения обеспечивают подшипник скольжения с особенно низким износом или низким трением. Кроме того, этот тип подшипника скольжения также имеет то преимущество, что усилие на техническое обслуживание или затраты на техническое обслуживание такого подшипника скольжения являются очень низкими благодаря замене недорогого кольца скольжения, потому что в частности не нужно полностью заменять дорогие части, такие как опорный круг и/или концевая пластина, но вполне достаточно замены изношенного кольца скольжения.
Целесообразно, чтобы по меньшей мере одно кольцо скольжения и/или кольца скольжения были по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, изготовлены из пластмассы, в частности из термопластичной пластмассы, использование пластмассы в кольцах скольжения и/или кольце скольжения и/или полное образование кольца скольжения и/или колец скольжения из пластмассы приводит к особенно экономичным кольцам скольжения, термопластичное кольцо скольжения обладает особенно хорошими трибологическими свойствами, в частности в отношении комбинации износа и коэффициента трения.
Предпочтительно, угол охвата опорной конструкции, измеряемый от оси шкворня и в плоскости, перпендикуляр которой параллелен оси шкворня, находится в диапазоне от 70° до 190°, предпочтительно в диапазоне от 90° до 150° и особенно предпочтительно в диапазоне от 110 до 140°. угол охвата в частности, представляет собой угол, который, если смотреть от оси шкворня, охватывает опорную конструкцию. Например, этот угол охвата представляет собой угол открытия буквы V, точка пересечения стойки которой лежит на оси шкворня, и стойки которой полностью окружают опорную конструкцию. С углом охвата в диапазоне от 70 до 90° можно обеспечить особенно надежное прикрепление опорной конструкции к опорному кругу, так как в этом случае можно обеспечить возможность плоского соединения между опорным кругом и опорной конструкцией. С другой стороны, угол охвата в диапазоне от 110° до 140° приводит к особенно компактному шкворневому устройству.
Дополнительные преимущества и признаки настоящего изобретение вытекают из следующего описания со ссылкой на фигуры. Отдельные признаки показанного варианта осуществления также можно использовать в других вариантах осуществления, если они не были явно исключены.
На фиг. 1 представлен вид в перспективе шкворневого устройства;
На фиг. 2 представлен вид шкворневого устройства по оси шкворня;
На фиг. 3 представлен вид в разрезе через шкворневое устройство.
На фиг. 1 представлено шкворневое устройство 1. Это шкворневое устройство 1 имеет шкворень 10, опорный круг 20 и опорную конструкцию 30. Шкворень 10 проходит через отверстие 22. Опорная конструкция 30 прикреплена с возможностью снятия к опорному кругу 20 первым концом 34. На другом дистальном конце опорной конструкции 30 последнее имеет крепежное средство 32 в форме отверстий, посредством которых крепежное средство, вилочное соединительное устройство для системы автоматического соединения, может быть прикреплено к опорной конструкции 30. V-образная зона проходит между первым концом 34 и другим дистальным концом опорной конструкции 30. Опорная конструкция 30 выполнена таким образом, что она имеет две стойки 36, которые соединены друг с другом посредством промежуточных элементов.
На фиг. 2 представлен вид шкворневого устройства в направлении оси R10 шкворня. Эта ось R10 шкворня представляет собой направление, в котором проходит шкворень 10, а также, в частности, направление, относительно которого шкворень 10 является по меньшей мере частично вращательно симметричным. Кроме шкворня шкворневое устройство согласно изобретению также имеет опорный круг 20 и опорную конструкцию 30. Опорная конструкция 30 проходит в радиальном направлении R и также имеет две боковые ограничивающие стойки 36, которые являются V-образными по меньшей мере в некоторых зонах. На фиг. 2 может быть видно, что V-образная секция сконструирована так, чтобы быть обращенной к шкворню 10. Как можно видеть на фиг. 2, шкворень 10 по меньшей мере частично расположен между компонентами опорной конструкции 30, потому что по меньшей мере части опорной конструкции 30 проходит с обеих сторон шкворня 10. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, опорная конструкция 30 образована таким образом, что каждая стойка 36 образует первый конец 34, который прикреплен к опорному кругу 22. Опорный круг 20 имеет отверстие 24, которое открыто между двумя стойками 36. Внутри или через это отверстие 24 направлены кабели. Опорный круг 20 надежно закреплен от смещения по оси шкворня за счет концевой пластины 50. в варианте осуществления, показанном на фиг. 2, также виден угол охвата W, окружающий опорную конструкцию 30.
На фиг. 3 представлен вид в разрезе через часть шкворневого устройства. Плоскость сечения выполнена таким образом, что она имеет нормаль, параллельную радиальному направлению R. в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, шкворневое устройство имеет купол 40, причем несущая секция 26 опорного круга 20 расположена между куполом 40 и концевой пластиной 50. Как можно видеть на фиг. 3, опорный круг 20 имеет отверстие 22, через которое проходит шкворень 10, проходящий по оси R10 шкворня. Купол 40 служит для поддержки шкворня 10, а также опорного круга 20 и концевой пластины 50 относительно прицепа или базовой пластины прицепа.
Список ссылочных обозначений:
1 - шкворневое устройство
10 - шкворень
20 - опорный круг
22 - отверстие
24 - отверстие
26 - несущая секция опорного круга
30 - опорная конструкция
32 - крепежное средство
34 - первый конец
36 - стойка
40 - купол
50 - концевая пластина
R - радиальное направление
R10 - ось шкворня
W - угол охвата.