CN104245369A - 挂车接合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挂车接合器，其具有：球支架(4)；布置在球支架(4)的一个自由端部处的联接球(3)；被装到联接球(3)上的联接球容纳部(2)，其可旋转地支承在联接球(3)上；设置在联接球容纳部(2)处的封闭件(7)，借助于该封闭件固定联接球容纳部(2)以防从联接球(3)处抬起；以及包括设置在联接球(3)处的传感器(15)的角度获取装置，借助于所述角度获取装置可获取联接球容纳部(2)相对于联接球(3)绕旋转轴线(11)的旋转，其中，借助于传感器(15)可获取封闭件(7)相对于联接球(3)的位置。

Description

挂车接合器
技术领域
本发明涉及一种挂车接合器，其具有：球支架；布置在球支架的一个自由端部处的联接球；被装到联接球上的联接球容纳部，该联接球容纳部可旋转地支承在联接球上；设置在联接球容纳部处的封闭件，借助于该封闭件固定联接球容纳部以防从联接球处抬起；以及包括设置在联接球处的传感器的角度获取装置，借助于该角度获取装置可获取联接球容纳部相对于联接球绕旋转轴线的旋转。
背景技术
从文献EP 1 796 926 B1中已知这种类型的挂车接合器，其中，角度获取装置具有永磁体和对磁场敏感的传感器。然而在此，角度获取装置的组件不仅设置在联接球处而且设置在联接球容纳部处。因此，在使用具有简单的、其中不额外安装角度获取装置的组件的联接球容纳部的挂车时，弯折角度测量无法工作。
发明内容
基于此，本发明的目的是，即使具有简单的联接球容纳部也可实现弯折角度测量，对于这种角度测量没有以特殊方式构造联接容纳部。
该目的通过根据权利要求1所述的挂车接合器实现。在从属权利要求和以下描述中给出挂车接合器的优选改进方案。
挂车接合器具有：球支架；布置在球支架的一个自由端部处的联接球；被装到联接球上的联接球容纳部，其可旋转地支承在联接球上；设置在联接球容纳部处的封闭件，借助于该封闭件固定联接球容纳部以防从联接球处抬起；以及包括设置在联接球处的传感器的角度获取装置，借助于该角度获取装置可获取联接球容纳部相对于联接球绕旋转轴线的旋转，其中，借助于传感器可获取封闭件相对于联接球的位置。
封闭件防止联接球容纳部可从联接球处松开。通常，这种封闭件在标准联接球容纳部中存在，从而该联接球容纳部可用于角度获取而不必进行改变。从关于封闭件位置的信息中，可确定联接球容纳部相对于联接球的旋转。特别是，在联接球容纳部处为了获取角度不必进行任何结构变化，从而也可避免由于这种变化引起的挂车接合器的可能的弱化。特别地，旋转轴线延伸穿过联接球的中心。
借助于传感器优选地可在垂直于旋转轴线延伸的平面中获取封闭件相对于联接球的位置。有利地，该平面延伸穿过联接球的中心。特别地，封闭件相对于联接球的位置为旋转位置。优选地，封闭件相对于联接球的位置通过封闭件相对于联接球绕旋转轴线扭转了的角度来表征。该角度也可被称为封闭件的旋转角度或扭转角度。特别是，可借助于传感器获取封闭件的扭转角度。优选地，封闭件的扭转角度的获取相当于封闭件的位置的获取。
可行的是，传感器仅仅以相对的方式获取封闭件的扭转角度。但是优选地，传感器以绝对的方式获取封闭件的扭转角度。由此不需要偏移补偿，例如在调校辅助功能中的偏移补偿。偏移补偿可理解为确定存在的偏差，其中，该偏差例如可通过彼此相关的构件的加工公差引起。优选地，从封闭件的参考位置(零位标记)开始确定扭转角度，其有利地对应于0°的值。封闭件位置的获取例如可以感应的方式、电容的方式和/或电阻的方式(特别是通过使用压阻性传感器)实现。
封闭件在周向上特别是通过侧向边缘限定，可借助于传感器获取侧向边缘相对于联接球的位置。周向特别是针对旋转轴线。由此，周向优选地环绕旋转轴线延伸。特别地，每个侧向边缘相对于联接球的位置为旋转位置。优选地，每个侧向边缘相对于联接球的位置通过相应侧向边缘相对于联接球绕旋转轴线扭转了的扭转角度来表征。有利地，可借助于传感器为侧向边缘中的每一个获取该扭转角度。特别地，可从侧向边缘的扭转角度确定封闭件的扭转角度。优选地，侧向边缘的扭转角度的获取相当于封闭件的位置的获取。
优选地，在侧向边缘的区域中分别设置自由空间，可借助于传感器获取该自由空间的位置。特别是通过以下方式产生自由空间，即，侧向边缘在周向上向外地被倒圆。例如，在侧向边缘和联接球之间设置自由空间。自由空间的位置可相对简单地借助于传感器获取，如稍后还将解释的那样。特别地，每个自由空间相对于联接球的位置为旋转位置。优选地，每个自由空间相对于联接球的位置通过相应自由空间相对于联接球绕旋转轴线扭转了的扭转角度来表征。有利地，可借助于传感器为自由空间中的每一个获取该扭转角度。特别地，可从自由空间的扭转角度确定封闭件的扭转角度。优选地，自由空间的扭转角度的获取相当于封闭件的位置的获取。特别是，自由空间的扭转角度的获取相当于侧向边缘的扭转角度的获取。
上述侧向边缘和/或自由空间通常在标准的联接球容纳部中存在，从而不必在该处为角度测量采取任何特别的措施。
有利地，联接球容纳部与封闭件一起形成包围联接球的球形座。优选地，球形座，特别是除了自由空间以外，在周向上和/或环绕地贴靠在联接球处。特别地，球形座具有空心球形的支承面，该支承面贴靠在联接球的球形外表面处。优选地，空心球形的支承面的一部分设置在联接球容纳部处，其中，空心球形的支承面的另一部分设置在封闭件处。有利地，联接球容纳部具有凹部，空心球形的支承面的一部分设置在该凹部中。优选地，封闭件布置在所述凹部中或其边缘处。
由于在自由空间的区域中联接球容纳部和封闭件都不贴靠在联接球处，可借助于传感器通过距离测量获取自由空间的位置。特别是，在自由空间(大的距离)和球形座贴靠在联接球处的区域(小的距离)之间得到明显的信号变化。在这种情况中，传感器特别为距离传感器。
优选地，封闭件被夹紧抵靠到联接球上，特别是借助于张紧元件被夹紧。由此，球形座在自由空间之外将压力施加到联接球上。因此，可借助于传感器通过压力测量或力测量获取自由空间的位置。特别是，在自由空间(小的压力)和球形座贴靠在联接球处的区域(大的压力)之间得到明显的信号变化。在这种情况中，传感器特别为压力传感器或力传感器。张紧元件例如形成或包括弹簧。
通过获取两个侧向边缘和/或两个自由空间的位置，特别是可以绝对的方式获取封闭件的位置和/或扭转角度。优选地，已知封闭件在周向上的尺寸。特别是，封闭件在周向上的尺寸小于联接球的外直径的一半和/或小于球形座的内直径的一半。在这种情况中，可自动地识别封闭件的位置和/或扭转角度，特别是即使没有关于封闭件在周向上的尺寸的信息也可进行识别。
根据一种改进方案，角度获取装置的传感器也构造成距离传感器和/或压力传感器。传感器特别是布置在联接球处。优选地，传感器布置在围绕旋转轴线的弧线上。有利地，该弧线为圆弧。优选地，传感器并排和/或彼此成间距地布置。例如，传感器环绕旋转轴线地布置在联接球处。借助于传感器，特别是可获取封闭件的位置和/或侧向边缘的位置和/或自由空间的位置。有利地，为传感器中的每一个分配一个测量角度。优选地，在此也可为不同的传感器分配不同的测量角度。如果传感器之一对侧向边缘之一或自由空间之一进行检测，则所获取的侧向边缘或自由空间的位置特别是对应于该传感器的测量角度。角度获取装置的分辨率由此可通过传感器的数量确定。传感器的数量例如为二十个。
优选地，传感器可被引入联接球中。由此，不仅在传感器技术、而且在机械技术方面实现，使用标准的联接球容纳部。例如，在联接球中引入环绕旋转轴线的槽，在该槽中布置有传感器。此外，可环绕旋转轴线在联接球中引入多个凹部，传感器布置在这些凹部中。
联接球容纳部和/或封闭件优选地由金属、特别是钢制成。联接球容纳部和/或封闭件优选地由导电的材料制成。因此可行的是，通过电容性测量检测自由空间。为此，可设置多个电容性传感器，其例如构造如下。电容性传感器中的每一个都包括两个布置在联接球处的电极，这两个电极相对彼此具有距离且优选在径向方向上延伸。球形座形成第三电极，该第三电极在径向方向上限定由其它两个电极展开的空间。但是，在自由空间的区域中没有第三电极，这引起在其它两个电极之间的电容变化。该电容变化可测并且由此可获取自由空间的位置。因此，传感器可通过电容性的距离传感器形成。
优选地，联接球容纳部和/或封闭件由磁性材料、特别是铁磁性材料制成。由此，例如电线圈可用作传感器，以获取自由空间的位置。球形座影响传感器的视在电阻、特别是电感。但是，在自由空间的区域中没有这种影响，其结果是视在电阻、特别是电感的变化。视在电阻、特别是电感的变化可测并且由此可获取自由空间的位置。优选地，传感器通过感应式距离传感器形成。
特别地，封闭件优选可运动地支承在联接球容纳部处。有利地，封闭件被放靠或可被放靠到联接球上，特别是借助于操纵元件。优选地，联接球容纳部包括操纵元件，该操纵元件例如构造成杠杆。有利地，封闭件固定或可固定在其被放靠到联接球处的位置上，特别是借助于封闭机构和/或借助于操纵元件和/或借助于中间连接封闭机构情况下的操纵元件。例如，封闭机构可借助于操纵元件操纵。此外，操纵元件可形成封闭机构的一部分。特别地，封闭件可从联接球处被移开，优选地借助于操纵元件和/或封闭机构。由此可以实现，联接球容纳部可从联接球处松开、特别是抬起。根据一种改进方案，联接球容纳部包括张紧元件，借助于该张紧元件封闭件被夹紧或可被夹紧抵靠到联接球上。张紧元件可形成封闭机构的一部分。
联接球特别是固定地、优选刚性地与球支架相连接。例如，球支架和联接球优选材料均匀地相互构造成一体。由此，可将后支架、例如车轮架装配在联接球处。也可以使用具有摇晃缓冲件的挂车。联接球的直径优选为50mm。
球支架优选设置在拖车处，该拖车特别是形成机动车。例如，球支架固定地、特别是刚性地与拖车的车身和/或车架和/或横梁相连接。优选地，旋转轴线平行于拖车的竖轴延伸。优选地，旋转轴线与拖车的纵向中轴线相交。优选地，联接球容纳部设置在挂车处。特别是，联接球容纳部布置在挂车的牵引杆的前端部处。
拖车和挂车通过挂车接合器相互连接并且形成带挂车的车辆。在拖车的纵轴线和挂车的纵轴线之间围成的角度也被称为弯折角度。特别是，弯折角度在此位于垂直于拖车的竖轴延伸的平面中。优选地，封闭件的位置、特别是其扭转角度是该弯折角度或者代表该弯折角度。特别是通过拖车的纵轴线的位置给定参考位置，在挂车没有偏转的情况下挂车的纵轴线与拖车的纵轴线对准并且围成一个0°的弯折角度。
根据一种改进方案，评估装置与传感器相连接，借助于该评估装置可确定封闭件的位置、特别是扭转角度和/或弯折角度，特别是从侧向边缘和/或自由空间的扭转角度确定。角度获取装置可包括评估装置。替代地，也可独立于角度获取装置地设置评估装置。
附图说明
下面参照附图根据优选的实施方式描述本发明。附图中：
图1示出了根据本发明一种实施方式的挂车接合器的示意性侧视图，
图2示出了在没有联接球的情况下的由图1可见的联接球容纳部的底部视图，
图3示出了在没有联接球容纳部且没有传感器的情况下的联接球的侧视图，以及
图4示出了沿着由图1可见的剖切线A-A的挂车接合器的示意性剖视图。
具体实施方式
从图1至4可以看到根据一种实施方式的挂车接合器1的不同视图和部分视图，其中，联接球容纳部2被装到弯曲的球支架4的联接球3上。指向上方的联接球3设置在球支架4的一个自由端部处并且特别是与其构造成一体。此外，球支架4与拖车的后部横梁5刚性连接，并且联接球容纳部2与挂车的牵引杆6的前端部固定连接。为了联接球容纳部2不会无意地从联接球3处抬起，联接球容纳部包括封闭件7，可通过操纵杠杆8使该封闭件7与联接球3贴靠。封闭件7使联接球容纳部2形状配合地固定在联接球3处并且附加地借助于示意性示出的弹簧9被夹紧到联接球容纳部2上。联接球容纳部2和封闭件7共同形成包围联接球3的球形座10(见图2)，其可旋转地支承在联接球3上。
在联接球3中引入环绕旋转轴线11的环形槽12，该环形槽12在垂直于旋转轴线11定向的平面13中延伸，联接球3的中心14优选地位于该平面中。也被称为竖轴的旋转轴线11特别是平行于拖车的竖轴延伸。优选地，旋转轴线11也与拖车的纵向中轴线20相交。在环形槽12中环绕旋转轴线11布置多个感应式距离传感器15，在图4中示意性地示出了其中几个。相反地，图3示出了在装配传感器15之前的联接球3。每个传感器15的沿径向从旋转轴线11向外延伸的测量方向与纵向中轴线20围成一个限定的测量角度，对于每个传感器15该测量角度是不同的。对于传感器15中的一个，在图4中示出了其测量角度并且用附图标记β表示。
在相对于旋转轴线11的周向24上，通过侧向边缘16和17限定封闭件7，侧向边缘16和17分别向外被倒圆。由此，在侧向边缘16和17的区域中得到可借助于传感器15获取的自由空间18和19。由于传感器15的测量角度是已知的，通过确定获取自由空间的那些传感器同样获知自由空间的位置。在此，每个自由空间的位置特别是以优选对应于相应测量角度的旋转角度的方式给出。如果由传感器中的多个传感器、例如两个相邻的传感器获取了同一个自由空间，那么为了求得旋转角度也可以使用数学近似法。
如果已知自由空间18和19的位置，那么可借助于与传感器15电连接的评估装置22确定在拖车的纵轴线20和挂车的纵轴线21之间围成的弯折角度α，该评估装置22例如设置在拖车处或拖车中或者设置在球支架4处。点划线23表示参考位置，从该参考位置起确定弯折角度α。特别是，线23与纵轴线20重合并且由此表示挂车的未偏转的状态，也就是说α＝0°。角度α也代表封闭件7的位置和/或旋转角度。特别是，从对于自由空间18和19已经求得的旋转角度的算数平均值得到角度α。如果对于自由空间18所获取的旋转角度是β1和对于自由空间19所获取的旋转角度是β2，则例如得到角度α为：α＝(β1+β2)/2。
附图标记列表
1   挂车接合器
2   联接球容纳部
3   联接球
4   球支架
5   拖车的后部横梁
6   挂车的牵引杆
7   封闭件
8   杠杆
9   弹簧
10  球形座
11  旋转轴线
12  环形槽
13  平面
14  联接球的中心
15  传感器
16  封闭件的侧向边缘
17  封闭件的侧向边缘
18  自由空间
19  自由空间
20  拖车的纵轴线
21  挂车的纵轴线
22  评估装置
23  线
24  周向
α  封闭件的弯折角度/位置
β  测量角度

Claims (10)

1.一种挂车接合器，其具有：球支架(4)；布置在所述球支架(4)的一个自由端部处的联接球(3)；被装到所述联接球(3)上的联接球容纳部(2)，该联接球容纳部以能够旋转的方式支承在所述联接球(3)上；设置在所述联接球容纳部(2)处的封闭件(7)，借助于所述封闭件固定所述联接球容纳部(2)以防从所述联接球(3)处抬起；以及包括设置在所述联接球(3)处的传感器(15)的角度获取装置，借助于所述角度获取装置能够获取所述联接球容纳部(2)相对于所述联接球(3)绕旋转轴线(11)的旋转，其特征在于，借助于所述传感器(15)能够获取所述封闭件(7)相对于所述联接球(3)的位置。
2.根据权利要求1所述的挂车接合器，其特征在于，借助于所述传感器(15)能够在垂直于所述旋转轴线(11)延伸的平面(13)中获取所述封闭件(7)相对于所述联接球(3)的位置。
3.根据权利要求1或2所述的挂车接合器，其特征在于，在相对于所述旋转轴线(11)的周向(24)上，通过侧向边缘(16、17)限定所述封闭件(7)，所述侧向边缘的位置能够借助于所述传感器(15)获取。
4.根据权利要求3所述的挂车接合器，其特征在于，在所述侧向边缘(16、17)的区域中分别设置自由空间(18、19)，所述自由空间的位置能够借助于所述传感器(15)获取。
5.根据权利要求4所述的挂车接合器，其特征在于，所述联接球容纳部(2)与所述封闭件(7)一起形成包围所述联接球(3)的球形座(10)，所述球形座除了所述自由空间(18、19)以外在周向(24)上贴靠在所述联接球(3)处。
6.根据上述权利要求中任一项所述的挂车接合器，其特征在于，所述传感器(15)为距离传感器或压力传感器，并且在围绕所述旋转轴线(11)的弧线上布置在所述联接球(3)上。
7.根据权利要求6所述的挂车接合器，其特征在于，所述传感器(15)通过感应式距离传感器形成。
8.根据上述权利要求中任一项所述的挂车接合器，其特征在于，所述传感器(15)被引入所述联接球(3)中。
9.根据上述权利要求中任一项所述的挂车接合器，其特征在于，支承在所述联接球容纳部(2)处且被放靠到所述联接球(3)上的封闭件(7)能够从所述联接球(3)处被移开。
10.根据上述权利要求中任一项所述的挂车接合器，其特征在于，所述球支架(4)设置在拖车处并且所述联接球容纳部(2)设置在挂车处。
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