CN110831789A - 具有用于磨损检测的传感器的拖车联接器 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于将拖车连接至牵引车辆的拖车联接器(1)。该拖车联接器(1)包括：耐磨支撑构件，该耐磨支撑构件被布置为当被安装在拖车上的牵引杆(101)的连接部分(100)被该拖车联接器(1)接纳并且定位在牵引位置上时抵靠该连接部分(100)；以及可移动联接构件，该可移动联接构件具有第一位置和第二位置，该第一位置使得该连接部分(100)可以移入和移出该牵引位置，该第二位置用于将该连接部分(100)紧固在该牵引位置上，该第二位置使得：该连接部分(100)在进入和离开该牵引位置时推动该联接构件进行移动；以及幅度传感器(11)，该幅度传感器被配置用于提供指示该移动的幅度的测量值、并且由此能够检测到该支撑构件的磨损量超过预定阈值。

Description

具有用于磨损检测的传感器的拖车联接器

技术领域

本发明涉及一种用于将拖车连接至牵引车辆的拖车联接器，拖车联接器安装在该牵引车辆上。

背景技术

比如卡车等重型车辆通常配备有允许拖车连接到车辆的联接器。此类联接器的实例是由VBG AB销售的“VBG 795V-2”，该联接器具有用于接纳被固定到拖车上的牵引杆的挂环的引导漏斗状物、以及用于将挂环紧固到引导漏斗状物内的可竖直移动的销。为了将拖车连接到卡车，该销首先通过手柄被手动地提起到上锁定位置，在此，销的下部部分仍然延伸到引导漏斗状物中。卡车驾驶员接着操控卡车以将挂环定位在引导漏斗状物内。当进入引导漏斗状物后，挂环与销的下部部分接触并且由此将销稍微地向上推动。向上移动释放锁定的销，接着该销自动向下掉落穿过挂环，由此销将挂环锁定在引导漏斗状物内的牵引位置上。

上述联接器具有支撑件，该支撑件被布置用于从下方抵靠挂环以便减小引导漏斗状物与挂环之间的接触磨损。支撑件随着时间磨损并且需要更换。有时支撑件没有及时更换，这可能导致联接器和挂环过度磨损，从而可能对其造成损伤。而且，如果支撑件没有及时更换的话，驾驶员可能突然发现拖车不能连接到卡车上，因为被磨损的支撑件与销的下部部分之间存在过大空间。挂环接着可以进入隔室中而不需要向上推动销来将其解锁。为了避免此类情景，一些驾驶员过早地更换支撑件，这导致不必要的成本。

显然，希望驾驶员在合适的时间被告知需要更换支撑件。

发明内容

鉴于前述内容，并且根据本发明的第一方面，提供一种用于将拖车连接至牵引车辆的拖车联接器，该拖车联接器安装在该牵引车辆上，该拖车联接器适于接纳被安装在要被牵引的拖车上的牵引杆的连接部分，该拖车联接器包括：耐磨支撑构件，该耐磨支撑构件被布置为当该连接部分被该拖车联接器接纳并且定位在牵引位置上时抵靠该连接部分；以及可移动联接构件，该可移动联接构件具有第一位置和第二位置，在该第一位置上，该联接构件允许该连接部分移入和移出该牵引位置，在该第二位置上，当该连接部分处于该牵引位置时，该联接构件紧固该连接部分，该第一位置使得：该连接部分在进入和离开该牵引位置时推动该联接构件进行移动。该拖车联接器进一步包括幅度传感器，该幅度传感器被配置用于提供指示所述移动的幅度的测量值，由此该幅度传感器能够检测到该支撑构件的磨损量超过预定阈值，该磨损量是由于当该连接部分处于该牵引位置时与该连接部分的摩擦所造成的。

“牵引车辆”可以是机动化卡车或中间拖车，即被卡车拉动并且进而拉动后面的拖车的拖车。“牵引位置”使得：当连接部分被紧固在牵引位置上时，拖车可以被牵引车辆牵引。联接构件可以例如是销。

本发明基于这样的认识：当联接构件被进入或离开牵引位置的连接部分推动时，联接构件的移动的幅度间接指示了支撑构件已经磨损了多少。移动越小，磨损量越大。这种见解引导发明人得到上述拖车联接器，其代表了其见解的可靠且便宜的实现方式。本发明中所做的间接地测量支撑构件的磨损还比直接测量磨损简单得多。

通过适当地设定预定阈值，可以确保在存在损伤拖车联接器和连接部分的任何风险之前，驾驶员被警告。这种预先警告还使得驾驶员能够检查新的支撑构件有存货还是需要订购，由此可以减少卡车不在路上的时间。

幅度传感器可以被配置用于提供指示联接销的由于连接部分移入牵引位置和/或连接部分移出牵引位置而引起的移动的幅度的测量值。

联接构件的移动通常是向上移动。该测量值可以是距离、位置、以及角度之一。因而，幅度传感器可以例如被配置用于测量联接销在向上方向上行进的距离和/或联接销在向上方向上到达移动终点时的位置。

幅度传感器可以被配置为通过非接触测量技术来提供该测量值。换言之，幅度传感器可以是非接触式传感器。合适的非接触式传感器的实例包括光学传感器、感应传感器、磁性传感器以及霍尔效应传感器。幅度传感器会暴露于油脂、污物等，并且非接触式传感器特别适于此类环境。

该联接构件可以被布置为被锁定在该第一位置上并且通过该移动被解锁。

该预定阈值可以被设定为使得，当该支撑构件的磨损量小于或等于该预定阈值时，在没有推动该联接构件来解锁的情况下，该连接部分不能够进入和离开该牵引位置。选择此类预定阈值确保驾驶员被预先警告并且采取动作来防止在插入连接部分时联接构件没有被解锁的情况。

拖车联接器可以包括锁定构件，该锁定构件被布置为将联接构件锁定在第二位置上；以及锁定传感器，该锁定传感器被配置为检测锁定构件的位置。

该锁定传感器可以与该幅度传感器成一体。锁定传感器和幅度传感器可以是相同的传感器，这减少了拖车联接器的部件的数量以及因而减少了生产成本。

该拖车联接器可以适于接纳挂环形式的连接部分，并且该联接构件被布置为通过延伸穿过该连接部分而将该连接部分紧固在该牵引位置上。这是将连接部分紧固到拖车联接器的特别稳健的方式。

支撑构件可以位于引导漏斗状物内。此类引导漏斗状物帮助将连接部分引导至牵引位置。

附图说明

现在将参考附图在下文中更详细地描述本发明，这些附图以举例方式展示了本发明的优选实施例。

图1是拖车联接器和牵引杆的立体图。

图2是图1的拖车联接器的立体分解视图。

图3是图1的拖车联接器的沿线A-A的示意性截面视图。

图4是图1的沿线B-B的拖车联接器的示意性截面视图。

图5与图3类似，但联接构件被示出为在上部位置上而不是在图3中的下部位置。

图6与图4类似，但联接构件被示出为在上部位置而不是在图4中的下部位置。

图7示出了图1至图6中的连接部分和支撑构件的示意性截面侧视图。

具体实施方式

将结合图1至图7描述拖车联接器1。拖车联接器1适于被安装在比如卡车或拖车等牵引车辆的后端处、并且与被安装在要被牵引车辆牵引的拖车上的牵引杆101的连接部分100接合(牵引车辆和要被牵引的拖车未在图中示出)。在展示的实例中，连接部分100是挂环，并且因此，连接部分100在下文中将被称为挂环。

拖车联接器1具有高度H、宽度W以及长度L。当拖车联接器1被安装到卡车上时，拖车联接器1被定向成使得高度H是竖直的并且宽度W和长度L是水平的。H、L以及W的值取决于应用特定需求，比如拖车联接器1旨在用于的挂环100的尺寸。

拖车联接器1包括引导漏斗状物2，该引导漏斗状物可以替代性地被称为联接器口部。引导漏斗状物2由硬且耐磨的材料制成，比如钢或一些其他金属。引导漏斗状物2具有两个唇部2a、2b。两个唇部2a、2b在竖直方向上是分开的，下唇部2a和上唇部2b在远离卡车向后的方向上分别向下倾斜地和向上倾斜地延伸。唇部2a、2b被布置用于将挂环100引导至由引导漏斗状物2所限定的隔室3中。

引导漏斗状物2包括座2c，支撑构件4被布置在该座中。支撑构件4被布置为当挂环100定位在隔室3内的牵引位置上时抵靠挂环100。因而，当处于牵引位置时，挂环100位于支撑构件4上。支撑构件4可移除地布置在座2c中，因此当支撑构件4由于与挂环100的摩擦而磨损时可以更换该支撑构件。在展示的实例中，支撑构件4通过两个螺钉被固定到座2c上。

支撑构件4的尺寸和形状取决于应用特定需求，比如(下文进一步讨论的)联接构件6的尺寸以及拖车联接器1旨在用于的挂环100的尺寸。支撑构件4可以例如具有圆形形状或矩形形状。在展示的实例中，支撑构件4具有带有中央通孔的长形形状。图7中，通孔的直径用d表示。直径d的长度使得，支撑构件4可以将(下文进一步讨论的)联接构件6接纳在通孔内。直径d通常在30mm到70mm的范围内。处于未磨损状态的支撑构件4的最大高度在图7中用h表示。此高度通常小于5cm，例如是大约2cm。当拖车联接器1被安装在卡车上时，支撑构件4被定位成使得高度h是竖直的并且直径d是水平的。

支撑构件4包括耐磨材料4a。耐磨材料4a的选择取决于应用特定需求，比如制成挂环100的材料。通常，希望挂环100使支撑构件4磨损，而不是反过来。因此，通常选择比挂环100更软和/或适应支撑构件4的上表面(即在使用期间与挂环100相接触的表面)的结构的耐磨材料4a。耐磨材料4a通常选自由塑料材料、复合材料以及金属组成的组。球墨铸铁是合适的金属的实例。

拖车联接器1包括保护构件5。保护构件5与支撑构件4类似。保护构件5被布置成与支撑构件4竖直相对，使得当挂环100定位在牵引位置上时，挂环100被定位在支撑构件4与保护构件5之间。保护构件5帮助防止引导漏斗状物2和挂环100彼此抵靠磨损。应注意的是，保护构件5是可选的，因此拖车联接器1的其他实例不一定具有保护构件5。

拖车联接器1进一步包括用于将挂环100紧固到拖车联接器1上的可移动联接构件6。在展示的实例中，联接构件6是销，并且联接构件6在下文中将被称为联接销。联接销6被布置成通过延伸穿过挂环100来将挂环100紧固到拖车联接器1上。联接销6通常由金属(例如钢)制成、但可以由某种其他硬且耐磨的材料制成，使得联接销6能够抵挡挂环100在正常操作期间作用在其上的力。联接销6可通过被布置用于升高联接销6的机构而在第一位置与第二位置之间移动。在展示的实例中，机构包括可枢转臂7和升降套筒8。升降套筒8与联接销6中的凹槽接合。

图5和图6展示了处于第一位置的联接销6，并且图3和图4展示了处于第二位置的联接销6。如在这些图中可以看到的，第一位置是上部位置并且第二位置是下部位置。因此，第一位置在下文在被称为上部位置并且第二位置被称为下部位置。联接销6在上部位置与下部位置之间移动所沿的路径是直的。

在上部位置(参见图5和图6)，联接销6被定位成使得联接销6的底部部分从上方突出到隔室3中。底部部分没有一直向下延伸到支撑构件4。因此当联接销6处于上部位置时，支撑构件4与该联接销之间存在一些自由的竖直空间。如以下进一步解释的，接着通过将联接销6向上推动，挂环100可以移入和移出牵引位置。

在下部位置上(参见图3和图4)，联接销6延伸穿过整个隔室3以及支撑构件4的通孔。因而，支撑构件4被布置为当联接销6处于下部位置时接纳联接销6。

所展示的拖车联接器1包括能将够联接销6锁定在下部位置上的机构。锁定机构包括臂7和锁定构件8。锁定构件8在这种情况下是销。锁定构件8可沿直且水平的路径移动。由此可见，在展示的实例中，锁定构件8和联接销6可沿彼此垂直的路径移动。图4示出了在路径的两个端部位置之一处的锁定构件8，并且图6示出了在另一端部位置处的锁定构件8。当如图4中那样定位时，臂7和锁定构件8帮助防止联接销6向上移动，由此联接销6被锁定在下部位置上。当如图6中那样定位时，锁定构件8不防止联接销6移动。锁定传感器10被配置用于检测锁定构件9是否定位在两个端部位置中的任一个上、以及由此联接销6是否锁定在下部位置上。锁定传感器10在这种情况下是非接触式传感器，例如光学传感器、感应传感器、磁性传感器或霍尔效应传感器。并且，锁定传感器10在这种情况下被布置成靠近锁定构件9。将锁定传感器10布置成靠近锁定构件9帮助增大锁定传感器10检测锁定构件9的位置的准确性。

拖车联接器1进一步包括能够将联接销6锁定在上部位置上的机构，该机构包括臂7。因而在展示的实例中，臂7帮助将联接销6锁定在下部位置以及上部位置上。应注意的是，当联接销6被锁定在上部位置上时，联接销6仍然可以在解锁方向上、即在展示的实例中向上稍微地移动。此类移动释放联接销6，使得该联接销自动下落。联接销6可以例如是朝向下部位置偏置的弹簧。图6中的虚线轮廓示意性地展示了联接销6在已经被向上推动以便解锁之后的示例性位置。

拖车联接器1包括幅度传感器11。在所展示的实例中，幅度传感器11被布置成靠近当联接销6处于上部位置时联接销6的顶部所在的位置。如图4和图6所示，幅度传感器11在这种情况下还被布置成靠近通向联接销6所在的隔室的开口。幅度传感器11被配置用于检测支撑构件4的磨损量是否超过预定阈值。特别地，幅度传感器11在这种情况下被配置用于提供指示当挂环100将联接销6向上推动以便进入或离开牵引位置时联接销6的移动的幅度的测量值。通过将检测到的测量值与参考值进行比较，幅度传感器11或连接到幅度传感器11上的分开的电子单元可以确定支撑构件4的磨损是否已经达到预定阈值。

将预定阈值优选地限定成使得，当达到阈值时，挂环100在移入和移出牵引位置时仍然可以释放联接销6。换言之，优选地在挂环100可以移入和移出牵引位置而不释放联接销6之前达到预定阈值。实际上，预定阈值通常被限定为，当支撑构件4已经相对于其未磨损状态磨损小于5mm(比如3mm或4mm)时，就达到了该预定阈值。与检测到的测量值进行比较的参考值可以例如是联接销6在被挂环100推动时联接销的顶端到达的最高位置，并且支撑构件4被新更换。因此，参考值可以与处于未磨损状态的支撑构件4相关联。

技术人员认识到，存在多种方式使幅度传感器11可以被配置用于提供指示联接销6的移动的幅度的测量值。例如，幅度传感器11可以是光学传感器，该光学传感器被布置为对被附接到联接销6上的反射条的移动做出响应。作为另一个实例，如果联接销6由磁性材料制成并且升降套筒8由非磁性材料(例如塑料材料)制成，则可以将霍尔效应传感器布置为对磁性与非磁性材料之间的接头的移动做出响应。在此类情况下，通常使用多于一个霍尔效应传感器并且将它们定位成竖直排形式。

当拖车联接器1被安装在卡车上时，拖车可以用以下方式连接到卡车上。首先，卡车驾驶员检查联接销6处于上部位置并且操控卡车使得拖车联接器1和挂环100对齐且面向彼此。卡车驾驶员接着朝向挂环100小心地操控卡车倒车。当进入隔室3后，挂环100撞击联接销6的底部部分，由此联接销被向上推动并且从其锁定的上部位置释放。挂环100进入隔室3内的牵引位置，并且被释放的联接销6自动掉下穿过挂环100和支撑构件4。联接销6通过臂7和锁定构件9被自动锁定在下部位置上。挂环100现在被紧固到拖车联接器1上，并且拖车准备好被牵引。卡车驾驶员可以使用手柄12解锁联接销6并且使联接销6从下部位置升高到上部位置。挂环100可以接着被拉出拖车联接器1。挂环100在移出拖车联接器1时将联接销6向上推动，这引起联接销6自动下落(但不穿过挂环100，该挂环已经不再处于牵引位置)。

在牵引期间，挂环100由于对支撑构件4的顶表面进行机械研磨而引起支撑构件4磨损。当支撑构件4磨损更多时，支撑构件4的顶表面与处于上部位置的联接销6的底端之间存在更大的竖直自由空间。因此，随着时间，当挂环进入或离开牵引位置时，联接销6被挂环100向上推动越来越小的距离。最终，支撑构件4的磨损量达到预定阈值。幅度传感器11检测到已经达到预定阈值并且警告卡车驾驶员需要更换支撑构件4。替代性地，连接到幅度传感器11上的某个其他单元警告驾驶员。可以例如通过产生听觉信号和/或视觉信号来警告卡车驾驶员。

本领域技术人员认识到，本发明不限于以上所描述的优选实施例。例如，所展示的幅度传感器11和锁定传感器10是分开的单元，但在不同的实例中，两个传感器10、11可以由同一传感器形成。进一步地，幅度传感器11和锁定传感器10的其他配置是可能的。这些传感器中的一个或两个可以例如是接触式传感器，而不是以上给出的实例中的非接触式传感器。幅度传感器11可以被配置用于测量臂的角度，该臂机械地连接至联接销6以便在联接销6向上和向下移动时进行枢转。更进一步地，拖车联接器1可以配备有有助于将联接销6从下部位置升高到上部位置的机构，比如气动机构。

此类和其他明显的修改必定被认为在如所附权利要求限定的本发明的范围内。应注意的是，上述实施例展示而不限制本发明，并且本领域技术人员在不背离所附权利要求的范围的情况下能够设计许多替代性实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记都不应解释为对权利要求进行限制。词语“包括(comprising)”不排除存在除权利要求中列出的元件或步骤之外的其他构件或步骤。在构件前的词语“一个(a)”或“一个(an)”并不排除存在多个此类构件。

Claims (11)

1.一种用于将拖车连接至牵引车辆的拖车联接器(1)，该拖车联接器(1)安装在该牵引车辆上，该拖车联接器(1)适于接纳被安装在要被牵引的拖车上的牵引杆(101)的连接部分(100)，该拖车联接器(1)包括：

耐磨支撑构件(4)，该耐磨支撑构件被布置为当该连接部分(100)被该拖车联接器(1)接纳并且定位在牵引位置上时抵靠该连接部分(100)；以及

可移动联接构件(6)，该可移动联接构件具有第一位置和第二位置，在该第一位置上，该联接构件(6)允许该连接部分(100)移入和移出该牵引位置，在该第二位置上，当该连接部分(100)处于该牵引位置时，该联接构件(6)紧固该连接部分(100)，该第一位置使得：该连接部分(100)在进入和离开该牵引位置时推动该联接构件(6)进行移动；

该拖车联接器的特征在于进一步包括幅度传感器(11)，该幅度传感器被配置用于提供指示所述移动的幅度的测量值，由此该幅度传感器(11)能够检测到该支撑构件(4)的磨损量超过预定阈值，该磨损量是由于当该连接部分(100)处于该牵引位置时与该连接部分(100)的摩擦所造成的。

2.根据权利要求1所述的拖车联接器(1)，其中，所述移动是向上移动。

3.根据权利要求1或2所述的拖车联接器(1)，其中，所述测量值是距离、位置、以及角度之一。

4.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，其中，该幅度传感器(11)被配置为通过非接触测量技术来提供所述测量值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，其中，该幅度传感器(11)是光学传感器、感应传感器、磁性传感器以及霍尔效应传感器之一。

6.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，其中，该联接构件(6)被布置为被锁定在该第一位置上并且通过所述移动被解锁。

7.根据权利要求6所述的拖车联接器(1)，其中，该预定阈值被设定为使得，当该支撑构件(4)的磨损量小于或等于该预定阈值时，在没有推动该联接构件(6)来解锁的情况下，该连接部分(100)不能够进入和离开该牵引位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，进一步包括

锁定构件(8)，该锁定构件被布置为将该联接构件(6)锁定在该第二位置上；以及

锁定传感器(10)，该锁定传感器被配置为检测该锁定构件(8)的位置。

9.根据权利要求8所述的拖车联接器(1)，其中，该锁定传感器(10)与该幅度传感器(11)成一体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，其中，该拖车联接器(1)适于接纳挂环形式的连接部分(100)，并且其中，联接构件(6)被布置为通过延伸穿过该连接部分(100)而将该连接部分紧固在该牵引位置上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的拖车联接器(1)，其中，该支撑构件(4)位于引导漏斗状物(2)内。

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