CN112672894A - 主联接装置和用于连接主联接装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及第五轮联接装置(2)或特别是半拖车的拖车的主联接装置(1)，其中，主联接装置(1)包括基体(10)、驱动器(12)和连接器元件(14)，其中，基体(10)适于固定到第五轮联接装置(2)和/或拖车，其中，连接器元件(14)通过驱动器(12)能够相对于基体(10)移动，特别是能够在位移方向(V)上移动。

Description

主联接装置和用于连接主联接装置的方法

技术领域

本发明涉及特别用于商用车辆的自动联接系统的主联接装置、第五轮联接装置以及用于将主联接装置连接到次联接装置的方法。

背景技术

自动联接系统在现有技术中是已知的，这些系统用于实现牵引车与半拖车或拖车之间的能量流。这些自动联接系统通常在牵引车侧具有连接器，并在拖车侧具有插座。通过在联接过程期间相对于拖车接近牵引车，而使插座和连接器对准并同时相互连接，从而特别是电流的能量可以从牵引车流向拖车。然而，自动联接插座和连接器的这种过程比较脆弱，并特别是在牵引车迅速接近拖车时，将导致连接器和插座无法“恰当地”连接，从而可能损坏自动联接系统和/或在拖车和牵引车之间不能发生能量传递。

发明内容

因此，本发明的目的是在自动联接系统中提供牢固的连接和对准。

该问题通过根据权利要求1的主联接装置、根据权利要求7的第五轮联接装置以及根据权利要求9的方法来解决。其它特征、优点和示例性实施例在从属权利要求、说明书和附图中得出。

本发明涉及一种第五轮联接装置或特别是半拖车的拖车的主联接装置，其中，主联接装置包括基体、驱动器和连接器元件，其中，基体适于固定到第五轮联接装置和/或拖车，其中，连接器元件可通过驱动器相对于基体，特别是在位移方向上移动。主联接装置是特别用于商用车辆的主联接装置。就本发明而言，商用车辆特别是具有车辆总重至少为3.51吨，优选为至少7.51吨，并特别优选为至少15.01吨的可行驶车辆。换句话说，主联接装置可以是自动联接系统的一部分，该自动联接系统用于在能量技术和/或信息技术方面将拖车车辆自动连接到牵引车上。根据本发明的主联接装置可以是布置在第五轮联接装置上的自动联接系统的一部分，或者主联接装置可以形成布置/安装在拖车上的自动联接系统的那部分，特别是可围绕拖车的主销转动。根据本发明的主联接装置包括基体、驱动器和连接器元件。基体用于固定到第五轮联接装置或拖车上。例如，基体可以特别通过螺栓可逆地固定，以便能够以简单的方式进行更换。例如，当固定到第五轮联接装置上时，基体可以位于第五轮联接板上。优选地，基体位于第五轮联接板的入口的下方。第五轮联接板的入口是当主销从未联接位置移动到联接位置时将要联接或将要接合的主销插入的开口。换句话说，这意味着入口是第五轮联接板中的供主销插入以实现主销的联接的开口。有利地，入口由第五轮联接板的联接角之间的空间定义/形成。主联接装置的基体特别可以被设计为金属板件，因为这可以节省制造成本。除了基体之外，主联接装置还具有连接器元件。连接器元件用于可连接和/或连接到相应设计的元件，特别是连接到次联接装置的连接器装置，使得电信号和/或信息和/或能量可以在连接器元件和相应设计的元件之间传输。换句话说，这意味着连接器元件可以与例如次联接装置的连接器装置形成自动联接系统，从而特别可以在牵引车和拖车之间传输电信号和/或能量和/或信息。为了传递信息和/或能量，连接器元件特别具有液压和/或气动和/或电接触部，该接触部特别被设计为可连接和/或连接到次联接装置的连接器装置的相应接触部。有利地，连接器元件的接触部在位移方向上延伸。有利地，连接器元件以相对于基体可位移的方式支撑在主联接装置内。例如，连接器元件的这种支撑可以通过一个或多个线性引导件来实现。替代优选地，也可以规定，基体本身形成导向单元，使得连接器元件不由单独的线性引导件支撑，而是仅由基体支撑。如果主联接装置是拖车的主联接装置，则有利的是特别通过使用支撑臂或支撑结构来将基体相对于拖车的主销有利地旋转地支撑。不论主联接装置是安装到第五轮联接装置还是拖车，优选的是将基体和/或连接器元件布置在主销的下方，特别是在主销的延伸方向上。这防止了主销在联接过程期间与主联接装置的部件(特别是基体、驱动器和/或连接器元件)相撞。优选地，主联接装置的驱动器至少部分地被基体包围。通过以此方式地将主联接装置的驱动器包围在基体中，可以实现保护该驱动器免受损坏和/或不受其它外部影响。主联接装置的驱动器用于实现连接器元件相对于基体的位移。特别地，该驱动器被设计为使得能够将连接器元件在平移方向上，特别是在位移方向上相对于基体移动。有利地，位移方向是连接器元件必须沿该方向移动以便接合到自动联接系统的次联接装置的连接器装置的方向。替代或额外优选地，位移方向被定向为使得其平行于第五轮联接板的入口的延伸方向。通过在主联接装置中设置驱动器，实现了能够将对准过程与连接器元件(到自动联接系统的次联接装置的相应连接器装置)的实际连接分开地执行。换句话说，这意味着驱动器使得连接器元件的实际连接能够在(用于对准连接器元件和/或连接器装置的)单独的操作中进行。通过以此方式地将两个操作分开，可以确保特别是在连接器元件与自动联接系统的相应配件的实际连接发生之前完成对准，使得根据本发明的主联接装置能够实现特别安全的自动联接。

有利地，驱动器具有能量连接端子。这种能量连接端子例如可以是电连接端子、油连接端子和/或气压连接端子。通过设置该能量连接端子能够专门地操作驱动器，以实现连接器元件相对于基体特别是在位移方向上的移动。

优选地，驱动器是气动、电动或液压驱动器。通过将驱动器设计为液压驱动器，可以施加较大的力。如果驱动器被设计为气动驱动器，则可以确保特别是在发生泄漏的情况下不会发生环境污染。此外，将驱动器设计为气动驱动器还具有的优点是，特别是商用车辆(牵引车或拖车)的现有(供应)系统可用于操作该驱动器。设置液压或气动驱动器还具有的其它优点是，由于工作流体的可压缩性，驱动器可以具有一定的弹簧刚度，因此通过该工作流体的弹簧刚度能够防止驱动器和/或基体和/或连接器元件的过载。使用电驱动器还使得能够使用来自拖车或牵引车的能源(例如，电池)来操作驱动器。由于可以特别容易地改装和/或设计驱动器的电源，因此产生了特别低成本的系统。

有利地，驱动器是液体静压驱动器。特别地，液体静压驱动器的特征在于，这种类型的驱动器基于位移原理。因此特别地，液体静压驱动器的操作原理的特征在于流体置换容积，并因此流体特别处于高压下。换句话说，这可能意味着特别是转换器或其它类型的动态液压驱动器不构成液体静压驱动器。例如，驱动器可以是径向柱塞马达、齿轮马达或叶轮马达。例如，为了将马达的转子的运动转换成线性运动，可以设置主轴驱动器。为了实现连接器元件到基体的尽可能快地移动，有利的是主轴驱动器具有多头螺纹驱动器。替代或额外优选地，连接器元件到基体的移动也可以通过齿条进行。

替代或额外优选地，驱动器也可以被设计为单作用缸。特别地，这种类型的设计具有的优点是可以省去其它的齿轮元件，从而产生特别节省空间和低成本的主联接装置。由于通过将驱动器设计为双作用缸可以实现正向和反向位移，因此优选的是将驱动器设计为双作用缸，从而驱动器可以实现/执行连接器元件的“插入”和“拔出”操作。

在优选的实施例中，驱动器是压缩空气缸。压缩空气缸的设计产生了特别节省空间的主联接装置，该主联接装置在环境污染方面也是防泄漏的。此外，压缩空气缸的使用使得能够特别快速地移动，并且可以使用用于操作或供应驱动器的现有系统，例如，牵引车或拖车的压缩机和/或压缩空气罐。优选地，压缩空气缸联接到弹簧构件，使得弹簧构件被布置为在一位移方向上相对于基体移动连接器元件，并且气缸被布置为在另一位移方向上相对于基体移动连接器元件。换句话说，这可能意味着在一(例如)正位移方向上通过施加来自压缩空气缸的压力而使连接器元件移动，并在(例如)负位移方向上通过弹簧元件使连接器元件相对于基体移动。以此方式可以实现，特别是在断电的情况下，始终向连接器元件提供可靠的施力。特别地，该实施例被设计为使得弹簧元件确保连接器元件与基体间隔开。换句话说，这可能意味着当连接器元件相对于基体处于“未插入/未连接”位置时，弹簧元件始终具有更大的机械应力。例如，这可以确保(即使不再向压缩空气缸提供压缩空气)连接器元件仍被牢固地放置，使得仍可将能量和/或信息可靠地从牵引车传递到拖车。有利地，压缩空气缸的活塞杆形成线性引导件的一部分，该线性引导件用于相对于基体，特别是垂直于位移方向支撑连接器元件。换句话说，气缸的活塞杆可用于垂直于相对于基体的位移方向相对于基体支撑连接器元件。在此应强调的是，这种类型的线性引导件和连接器元件的设计也可以用于使用诸如液压缸等压力缸的其它类型的驱动器。

有利地，主联接装置包括第二驱动器。例如，使用第二驱动器可以用于提供冗余系统，使得即使一个驱动器发生故障，连接器元件也可以继续相对于基体安全地移动。替代或额外优选地，第二驱动器也可以被设计为仅在正位移方向上移动连接器元件，并且驱动器可以被设计为在负位移方向上移动连接器元件。正位移方向特别是在“插入过程”期间连接器元件远离基体间隔开的方向。换句话说，位移方向特别是从处于未插入位置的连接器元件的位置指向处于插入位置的连接器元件的位置，在该插入位置中，连接器元件例如连接到次联接装置的连接器装置。

有利地，第一驱动器和第二驱动器平行地布置。以此方式，可以实现特别的冗余系统。平行是指第一驱动器的有效运动平行于第二驱动器的有效运动。例如，当两个气缸轴线相互平行时，两个气缸相互平行。

优选地，主联接装置被设计为使得连接器元件特别是仅通过驱动器和/或通过第二驱动器和/或通过一个或多个弹簧元件是可移动的。换句话说，这可能意味着连接器元件相对于基体的移动可以仅通过第一驱动器和/或通过第二驱动器和/或通过其它驱动器和/或通过一个或多个弹簧元件来完成。例如，这可以通过具有制动装置和/或锁定装置来实现，该制动装置和/或锁定装置确保连接器元件在不使用驱动器的情况下不会移动。通过仅借助于驱动器移动连接器元件，可以确保仅发生连接器元件的有意和/或有针对性的移动。因此，这也可以增加系统的安全性。

优选地，连接器元件包括液压和/或气动和/或电接触部，所述接触部适于可连接和/或连接到次联接装置的连接器装置的相应接触器。因此换句话说，连接器元件包括液压和/或气动和/或电接触部，其能够与次联接装置的连接器装置的相应接触部相互作用和/或连接到该相应接触部，以使得能量和/或信息能够以电能、气动能和/或液压能的形式从连接器元件传递到连接器装置，并且因此在随后的安装位置中从拖车传递到牵引车或从牵引车传递到拖车。因此换句话说，具有其连接器装置的次联接装置与主联接装置形成具有主联接装置的自动联接系统的自动插入连接系统，其中，主联接装置被布置在拖车或牵引车上，并且将次联接装置相应地布置在牵引车或拖车上。

本发明的另一方面涉及一种第五轮联接装置，该第五轮联接装置包括特别是如上和如下所述的主联接装置和第五轮联接板，其中，第五轮联接板具有半拖车表面，其中，半拖车表面具有向外的法线，其中有利的是，连接器元件和/或基体可在垂直于位移方向的方向上，特别是在半拖车表面的法线方向上和/或在横向方向上可移动地安装，特别是可移动5mm地安装。横向方向垂直于半拖车表面的法线，且垂直于位移方向。替代或额外优选地，连接器元件也可被安装为能够在半拖车表面的法线方向上移动。第五轮联接板的半拖车表面是半拖车在联接状态下直接或间接抵靠的表面。更优选地或替代地，连接器元件也可以在位移方向上可移动地安装，特别是通过弹簧元件。有利地，该弹簧元件与驱动器机械地串联连接，或者一个弹簧元件与驱动器串联连接。连接器元件和/或基体的这种可移动性使得能够补偿不准确的定位。可移动的安装例如可以通过连接器元件相对于线性引导件的弹性安装来实现。替代或额外优选地，例如通过使用橡胶支座，基体也可以相对于第五轮联接板可移动地安装，例如通过使用橡胶支座。有利地，基体和连接器元件均被安装为能够垂直于位移方向移动，使得也垂直于位移方向的相互垂直的两个方向分别形成基体和/或连接器元件可移动的方向。替代优选地，连接器元件还可以被布置为旋转固定的。这能够实现连接器元件的特别在机械上的安全的安装。

有利地，连接器元件和/或基体在围绕法线和/或垂直于法线的方向上可转动地安装，特别是最少可转动+/-5°，优选为最少可转动+/-10°地安装。连接器元件和/或基体的这种(相对于第五轮联接板的)旋转可移动性使得可以在不造成损坏的情况下补偿主联接装置相对于次联接装置的一定位置偏差。有利地，连接器元件被安装为使得其能够围绕相互垂直的三个轴线旋转。以此方式，可以实现特别灵活的第五轮联接装置。替代或附加优选地，支座可以被安装为，特别是专门地安装为能够围绕半拖车表面的法线和/或围绕位移方向和/或围绕横向方向转动。由于在一个或多个方向上的无旋转的支撑允许提供特别简单的支座，因此以此方式可以提供特别安全且低成本的支座。有利地，这种可移动性围绕半拖车表面的法线和/或围绕垂直于或直立于该表面的方向延伸了+/-10°，其中，该可移动性的零点(在围绕法线旋转期间)特别是位于第五轮联接板的入口的延伸方向上。换句话说，这可能意味着连接器元件和/或基体可以从入口的中心转动+/-10°。由于覆盖了特别宽的角度范围，这允许连接器元件与连接器装置特别安全地接合。特别优选地，由于这导致了特别节省空间的且还能在联接期间提供一定程度补偿的第五轮联接装置，因此连接器元件和/或基体可以在围绕法线的一个方向上转动最少+/-5°。

本发明的另一方面涉及一种用于连接第五轮联接装置的/在该第五轮联接装置上的能量管线和拖车的能量管线的方法，其中，拖车包括主销和次联接装置，其中，第五轮联接装置包括第五轮联接板和特别如上所述的主联接装置，其中，主销特别通过驱动器相对于第五轮联接板的从未联接位置移动到联接位置，并且其中，主联接装置连接到次联接装置。次联接装置是与自动联接系统中的主联接装置的配对件。换句话说，这可能意味着，主联接装置是自动联接系统的安装在第五轮联接装置上的部分，而次联接装置是安装在拖车上的部分，特别是围绕主销可转动的部分。主销(相对于第五轮联接装置)的未联接位置是主销未完全插入到入口中的位置。换句话说，主销的未联接位置是当主销不在第五轮联接装置中时可定位的位置。另一方面，联接位置特别是当主销完全插入到第五轮联接板的入口中时主销相对于第五轮联接装置定位的位置。优选地，当主销处于联接位置时，主销不再可能离开第五轮联接板的入口。例如，这可以通过具有锁定机构的第五轮联接装置来实现，该锁定机构防止主销在联接位置下离开入口。防止主销脱离特别是以形状锁定的方式进行，例如通过第五轮联接装置的锁定爪。通过将主联接装置(特别是连接器元件)连接到次联接装置(特别是连接器装置)，可以实现在主联接装置和次联接装置之间建立特别是电流、液压流和/或压缩空气流形式的能量和/或信息传输的可能性。特别地，这种连接是通过以下方式进行的：主联接装置的连接器元件特别在位移方向上能够相对于基体移动，使得连接器元件的管线元件能够与次联接装置的连接器装置的相应管线元件进行能量传导地接合。为此，连接器装置和/或连接器元件可优选地具有电、气动和/或液压接触部。特别优选的是，连接器元件和/或连接器装置具有相互对应的导向斜面，该导向斜面有利地被设计为定心斜面，从而可以在连接器装置和连接器元件之间建立安全的连接。

在有利的实施例中，在将主销放置在联接位置之前的0.1至0.5秒和/或当主销接触第五轮联接装置的锁定爪时，驱动器被激活和/或主联接装置被连接到次联接装置。这种类型的激活确保了当主销到达联接位置时，在拖车和牵引车之间直接建立能量传导连接。

在有利的实施例中，在将主销放置在联接位置之后，主联接装置被连接到次联接装置。换句话说，这可能意味着主销首先相对于第五轮联接装置进入联接位置，然后才将主联接装置连接到次联接装置。如上所述，该连接特别通过使用驱动器来完成。换句话说，这可能意味着在主销的机械联接之后，在单独的方法步骤中进行了主联接装置与次联接装置的连接。通过将对准步骤与主联接装置到次联接装置的连接步骤分离开，由于仅在安全对准之后才进行连接，因此能够提高自动连接的安全性。

本发明的其它优点和特征在下面参照附图的说明得出。示出的实施例的各个特征也可以用在其它实施例中，除非已明确地将其排除在外。

附图说明

图1示出了具有根据本发明的主联接装置的自动联接系统。

图2示出了具有根据本发明的主联接装置的自动联接系统的另一视图。

图3示出了在联接情况下的第五轮联接装置和主销。

图4示出了包括根据本发明的主联接装置的自动联接系统的剖面图。

具体实施例

图1示出了包括主联接装置1和次联接装置20的自动联接系统。主联接装置1包括包围驱动器12的基体10。主联接装置1还具有连接器元件14。该连接器元件14可通过驱动器12移动，使得存在于连接器元件14中的接触部能够以能量传导和/或信息传递的方式与次联接装置20的连接器装置22的特别是相应设计的接触部接合。次联接装置20的连接器装置22通过支撑臂24可围绕主销8旋转地安装。主联接装置1布置在第五轮联接板4的入口5的下方，并且可逆地布置在第五轮联接板4的横向连接器7上。特别地，在入口5的下方是指主联接装置1与半拖车表面6的向外的法线N相反地布置在第五轮联接板4的入口5的下方。第五轮联接板4的半拖车表面6特别是当联接拖车时半拖车抵靠在其上的表面。

图2示出了与图1相同的实施例，其中，在图2中，连接器元件14连接到连接器装置22(与连接的连接器元件14联接的状态)。这种连接是通过连接器元件14被驱动器12相对于基体10沿位移方向V(已经)移动而实现的。连接器元件14被安装为使得其能够在位移方向V上移动和/或在半拖车表面6的法线N的方向上移动，特别是移动+/-3mm。替代或额外优选地，连接器元件14也可以被安装为使得其可以在垂直于位移方向V和垂直于法线N的方向上移动，特别是移动+/-3mm。特别优选的是，连接器元件14替代或额外优选地还可围绕该方向旋转地安装。

图3示出了在接合状态下的自动联接系统的剖视图。如图3所示，在所示的实施例中，主销8完全地插入到入口5中。此外，支撑结构24也延伸到第五轮联接板4的入口5中。开口5沿位移方向V延伸，该位移方向又垂直于半拖车表面6的法线N。

图4示出了用于由商用车辆拖车和商用车辆牵引车构成的商用车辆系统的自动联接系统的另一剖视图。在所示情况下，自动联接系统处于联接状态。在图4所示的实施例中，以形状锁合的方式防止主销8离开第五轮联接板4的入口5。主联接装置1的驱动器12布置在基体10内，该基体10由金属板结构实现。在所示状态下，连接器元件14连接到连接器装置22，连接器装置22通过支撑结构24可围绕主销8旋转地安装。

附图标记列表

1 主联接装置

2 第五轮联接装置

4 第五轮联接板

5 入口

6 半拖车表面

7 横向连接器

8 主销

10 基体

12 驱动器

14 连接器元件

20 次联接装置

22 连接器装置

24 支撑结构/支撑臂

N 半拖车表面(6)的法线

V 位移方向。

Claims (14)

1.一种第五轮联接装置(2)或特别是半拖车的拖车的主联接装置(1)，

其中，所述主联接装置(1)包括基体(10)、驱动器(12)和连接器元件(14)，

其中，所述基体(10)适于固定到所述第五轮联接装置(2)和/或所述拖车，

其中，所述连接器元件(14)通过所述驱动器(12)能够相对于所述基体(10)移动，特别是能够在位移方向(V)上移动。

2.根据权利要求1所述的主联接装置，

其中，所述驱动器(12)具有能量连接端子。

3.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述驱动器(12)是液压、电动或气动驱动器。

4.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述驱动器(12)是压缩空气缸。

5.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述驱动器(12)是单作用缸。

6.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述主联接装置(1)包括第二驱动器(16)。

7.根据权利要求6所述的主联接装置，

其中，所述第一驱动器和所述第二驱动器(12、16)平行地布置。

8.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述连接器元件(14)能够仅通过所述驱动器(12)和/或通过所述第二驱动器(16)和/或通过弹簧元件移动。

9.根据前述任一项权利要求所述的主联接装置，

其中，所述连接器元件(14)包括液压和/或气动和/或电接触部。

10.一种第五轮联接装置(2)，其包括根据前述任一项权利要求所述的主联接装置(1)和第五轮联接板(4)，

其中，所述第五轮联接板具有半拖车表面(6)，

其中，所述第五轮连接板(4)具有向外的法线(N)，

其中，有利地，所述连接器元件(14)和/或所述基体(10)在垂直于所述位移方向(V)的方向上，特别是在所述半拖车表面(6)的所述法线(N)的方向上和/或在横向方向上能够移动地安装，特别是能够移动5mm。

11.根据权利要求10所述的第五轮联接装置，

其中，所述连接器元件(14)和/或所述基体(10)在围绕所述法线(N)的一个方向上能够转动地安装，特别是能够转动最大+/-10°地安装，优选为能够转动最大+/-5°地安装。

12.一种用于连接第五轮联接装置的能量管线和拖车的管线的方法，

其中，所述拖车包括主销(8)和次联接装置(20)，

其中，所述第五轮联接装置(2)包括第五轮联接板(4)、主销(8)和特别是根据权利要求1至8中任一项所述的主联接装置(1)，

其中，所述主销(8)相对于所述第五轮联接板(4)从未联接位置移动到联接位置，并且

其中，所述主联接装置(1)连接到所述次联接装置(20)。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中，在将所述主销(8)放置在所述联接位置之后，所述主联接装置(1)特别是通过所述驱动器(12)的驱动连接到所述次联接装置(20)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，

其中，在将所述主销(8)放置在所述联接位置之前的0.1至0.5秒，所述驱动器被激活和/或所述主联接装置(1)被连接到所述次联接装置(20)。

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