CN1143786C - 由机动车牵引的公路拖车的左右摆动的缓冲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在机动车和它的拖车之间的左右摆动缓冲装置，该装置包括一个曲面形缓冲道(4)，一个装在连杆(2)的端部的气动摩擦装置(17)作用在该缓冲道上，以铰接的方式将缓冲道(4)连接到卡车后面的固定部位上，缓冲道也可以足够柔软，以便消除侧滚或俯仰运动。摩擦装置(13)包括两个摩擦块(21，22)，利用气动驱动机构(27)将摩擦块压到缓冲道(4)上，这种靠近力的大小根据拖车的负载和/或汽车的速度变化，这样就可以自动调节左右摆动的缓冲力。根据吊架压力和/或汽车速度，通过控制驱动机构(27)来实现这种调节。本发明涉及的是拖车和挂钩的结构。

Description

由机动车牵引的公路拖车的左右摆动的缓冲装置
本发明涉及一种公路车辆的左右摆动缓冲装置，所述公路车辆包括牵引拖车的机动车，此外，在挂钩断裂时该装置还构成安全设备。
更具体地说该装置用于提高公路车辆的方向稳定性能，所述公路车辆包括用于牵引中轴拖车的机动车，这种拖车也叫做平衡拖车。
众所周知，在某些情况下，特别是在以某些速度下坡的情况下，出险率与公路拖车的左右摆动有关。
这些出险率会导致拖车翻车，或者使其处于倾斜位置。
为了限制所述左右摆动的幅度，现在已经提出了许多装置。
主要涉及的是具有缓冲作用的伸缩式侧臂。这些臂都装在挂钩的两边，并将它们两端中的一个端部以球连接的方法连接到车辆的后部，而将它们的另一端以球连接的方法连接到挂钩上。
用这些臂足以限制小幅度的摆动，但在大拖车的情况下以及在负载重量大的情况下会有危险。
本发明的目的在于缓解和限制公路车辆的左右摆动幅度，所述公路车辆由牵引拖车的机动车构成。此外，本发明的设备还可以在挂钩断裂时构成安全设备，该安全设备在短时间内形成挂钩的连接件。
为了实现这一目的，该缓冲装置包括一个刚性或柔性缓冲道，使一个装在连杆端部的摩擦装置作用在该缓冲道上，所述缓冲道的两端的每一端的后面有一个延伸部分，该延伸部分确保与机动车后面的固定部分铰接或不铰接。所述摩擦装置包括平面摩擦机构，在一个动力设备的带动下使所述摩擦机构与曲面形的缓冲道摩擦接触，所述电机设备产生使这些摩擦机构靠近的力。这种靠近力的大小是变化的，这样就可以根据需要调节缓冲力。用电机设备的控制装置自动方便地调节拖车的气动吊架和/或该公路车辆的速度大小。
如果公路车辆没有气动吊架，则只有计算速度，或用专门的传感器来求得拖车的负载量。
我们已经知道一种包括一个扇形金属盘和一个吊钩的左右摆动缓冲装置，该装置例如是法国申请FR204403 1A所描述的装置，所述吊钩固定在拖车的连杆上，并有两个摩擦块。利用一个弹力装置在扇形盘的两边用力对摩擦块加压，所述弹力装置通过连杆的转动摩擦对牵引车辆进行刹车，以便限制拖车左右摆动。
在快要磨损很多时，利用该系统进行的缓冲具有预定的强度，这种强度只与弹力作用在摩擦块上的力(由此也就是作用在扇形盘的弹力)有关。
我们还从申请为DE2527673A，DE7718934U和CH675858A中知道一些相类似的装置，其中各摩擦件的相互靠近的力是可调的。
利用本发明的缓冲装置，作用于曲面缓冲道的使各摩擦机构靠近的力不是常数。为了产生能使左右摆动得到缓解的强度，该力改变拖车的负载作用和/或速度。我们知道，拖车的负载越重，就越容易出现左右摆动的现象，因而由于拖车的惯性增加而使危险性增大。在这种情况下，本发明装置可以有效地提高缓冲效率。因为，拖车的负载越大，也就越容易激励吊架，因而缓冲机构就更靠近曲面形缓冲道的摩擦机构，这样就使得摩擦力增加。
反之，当拖车没有负载或负载较小时，拖车的惯性减小。在这种情况下，只要有比较小的缓解作用就行了。要求的吊架力较小，用于控制吊架力的本发明装置就使施加在摩擦机构上的靠近力减少，从而也就使得摩擦力和缓冲强度减少。这种变化可以方便，快捷，完全自动地获得。
我们还知道，速度加快会加重左右摆动。因此，为了进行更好的控制，就要算出速度值和吊架压力值。
通过利用这些可变数值中的一个或另一个数值，也可以限制左右摆动。当然，如果是另一种吊架方式，则气动控制就不再可行，但如果想要计算负载量，则应当使用特定的传感器。
这种根据牵引重量和/或根据速度来调节缓冲强度，可以减少摩擦机构的损坏程度，从而延长装置的使用寿命。
同样，缓冲强度可以根据公路应力自动变化，也就是根据车辆遇到的地形难度和滚动应力变化，这些滚动应力为：加速，刹车，离心力...。
本发明装置的附加优点在于：由于构成了前束机构，所以装置的维修大大方便，例如更换摩擦装置以及挂钩和对拖车卸钩。用现有技术的缓冲系统进行必要的安装和拆卸时，如果要靠近，就必须克服永久的回动弹力，例如是弹簧的弹力。用本发明的装置，只要消除前束压力即可进行这些操作，而不必用力。
此外，在用气动设备产生使摩擦机构靠近的力时，通过气动传动机构施加适当压力，本发明就可以自动补偿因摩擦机构的磨损所产生的间隙。
在后一种情况下，如果施加作用力，则由于本身伴有每个运动的气动效果，所以气动流体能量就能达到一定的平顺性，而且噪声很小。
下面通过结合附图对非限定性的实施例进行说明将会更清楚地理解本发明的其它特征和优点，其中：
图1是从顶部看到的总的透视图，这是机动车后部和装有本发明左右摆动缓冲装置的拖车挂钩在倾斜时的透视图；
图2是机动车的后部和装有本发明左右摆动缓冲装置的挂钩的平面图；
图3是机动车的后部和装有本发明左右摆动缓冲装置的挂钩的外形图；
图4是本发明缓冲装置的一种实施方式，这是沿图2的IV-IV线作的横截面图；
图5是左右摆动缓冲装置的气动控制回路的简单示意图，表示该装置与拖车气动吊架回路直接相连；
图6是左右摆动缓冲装置的气动控制回路的示意图，表示它用一个压力传感器对拖车的气动吊架回路进行控制，同时用一个速度传感器计算速度。
将左右摆动缓冲装置装在机动车的底盘或车身的后部1上，用一个连杆2将该机动车与拖车相连，连杆铰接到一个通常称作挂钩3的机械组件上。左右摆动缓冲装置包括一个曲面形缓冲道4，该曲面最好是圆弧，其中心在挂钩3上。缓冲道4为刚性金属板或柔性薄片，也就是说只要它在受到外力后能够回位到初始状态即可。缓冲道的各端后面是与底盘后部相连的延长连接件5和6，缓冲道装在该底盘后部上。根据所示的实施例，缓冲道的支撑件结束于自由端7和8，这两个自由端分别用绕枢轴转动的活节9或10绞接到一个固定部件上，所述活节至少可以绕一个与机动车的纵轴垂直的轴11转动。
根据柔性缓冲道的一个实施例，该缓冲道的端部固定到底盘上，端部变形可以缓解侧滚和俯仰颠簸。
在连接活节9和10的实施例中，最好用球窝节来实现多个自由度，消除俯仰颠簸的同时消除侧滚，也可以用任何合适的方式使枢轴具有足够的俯仰范围。
将缓冲道4支撑件的端部铰接到一个组合件12上，例如该组合件固定到机动车的底盘上，但并不限于此，也可以将缓冲道支撑件的端部铰接到一个组合件13上，所述挂钩3装在该组合件上。
根据所示的实施例，该缓冲道4是一个柔性材料构成的板或薄片，例如金属板或片，其厚度可大可小，它平置在一个与连杆平行的平面上，将所述薄片的有效部分做成圆弧形。它有两个摩擦平面，一个是上摩擦平面14，另一个是下摩擦平面15。该缓冲道在连杆2的两侧延伸，并在连杆前端16附近的上部与连杆相交。将一个摩擦装置17设置在连杆2的前端16的上部，所述摩擦装置的作用在于：在一个或多个能使其彼此靠近的力的作用下，通过使摩擦块21和22的摩擦平面18和19紧靠缓冲道4的各个面14和15，来减缓左右摆动。
也可以设想用其他方式将摩擦面带到或设置到缓冲道4的面14和15上，或在该缓冲道的面上涂覆一层摩擦涂料。
为了确保得到理想的性能，也就是说提高摩擦块的平面与缓冲道4的平面之间的接触效果，由该缓冲道确定的平面与固定有摩擦装置17的支撑面平行。
有关缓冲道4和底盘之间的连接，为安全起见，可以在各个活节9和10的上方设置一个与枢轴11垂直的槽20。例如在左右摆动时，如果出现严重的侧滚现象，则活节9和10的轴就会滑到槽20中，这样，它们的轴就可处在彼此不同的高度。
挂钩最好能够尽可能地靠近缓冲道确定的平面。
虽然用于气动摩擦装置的气动能量最好是本发明范围内的能量，但应当理解，可以考虑各种形式的能量，特别是流体能量，而且也可以是其它能量，例如电能。
现在详细描述图4所示的本发明实施模式的摩擦装置17。该摩擦装置涉及的是气动能量的摩擦装置。
位于连杆2悬臂中的摩擦装置17在缓冲道4的两边包括一连串叠置元件。该摩擦装置17为套管23和24的形式，这些套管带有上摩擦块21和下摩擦块22，例如摩擦板。
上套筒23的外表面上包括盖板25，内表面上包括摩擦块21。下套筒24的元件更多。在其外缘上也有盖板26，在其内缘上有摩擦块22。将一个气动驱动机构27设置在分配板28的下面，并与下摩擦块22接触。
在压力的作用下，气动驱动机构27向上产生一个对着分配板28的力，该力被传送到盖在分配板28上的下摩擦块22上。该力使得下摩擦块22靠近缓冲道4的表面15，并且紧靠在该表面上。这样，缓冲道4被卡在这两个摩擦块21和22之间。如果出现左右摆动的情况，则缓冲道4相对于连杆的运动因缓冲道的表面14，15与摩擦块18，19之间的摩擦而受到缓解。
分配板28可以将气动驱动机构27产生的力分配到下摩擦块22上，以便提高该下摩擦块的效率，使其受到均匀的磨损，该摩擦块的刚性比较大。
所示的气动驱动机构27为只有一个气室的压气机，该气室通有被进出气口29压缩的空气。压缩空气的压力使气室膨胀，从而对下板产生一个向上推力，这样也就使得摩擦面相互靠近。显然，在不超出本发明范围的前提下，气动驱动机构也可以与所示的驱动机构不同。例如它可以是适用于吊架的压气机，或任意一个气室，例如泵或柔性平管所用的机器。也可以想象本发明的各种变型，例如使用另一种气动起重器形式的气动驱动机构。
根据另一种变型，气动力可以不再加到下摩擦面上，而是加到上摩擦面上，使该上摩擦面靠近缓冲道4。
利用一个或多个固定元件，例如用组装杆30将摩擦装置17的各个组件彼此紧贴在一起，组装件通过支撑环对上盖板25进行锁定，利用安全环式定位销31将所述支撑环固定在上板上。在气动压力电机的作用下，上板25紧压在这些支撑环上。
当磨损后使得摩擦块21和22的厚度减少时，则摩擦块在缓冲道4上的摩擦力变小。但是，由于本发明的气动装置，因为压力不随磨损而变化，所以磨损得到自动补偿。通过与需要对固定设备进行控制的机械调节的传统系统比较，此处的操作可以持久地自动进行。
当磨损后使得摩擦块21和22的厚度减少很多而需要进行更换时，与传统系统比较，本发明的摩擦装置17的维修要方便得多。因为，只要放掉气动驱动机构27中的气体消除各个元件之间的靠近力即可，从上面操作就可以方便地取出摩擦块。而用传统系统，因为在靠近时要用永久恢复力，所以这些安装拆卸操作都比较困难。
根据本发明的主要特征，利用吊架供应管线上的气孔或通过一个控制回路将气动驱动机构27与拖车和/或汽车的吊架气动回路相连，所述控制回路包括至少一个装在拖车和/或汽车吊架回路中的压力传感器以及一个控制模块。这样，在气动驱动机构27中的前束流体压力可以根据吊架的特征而变化，这些特征表示拖车的负载情况或汽车的负载情况或同时表示它们两者的情况。这样就可以根据拖车的重量不停地自动对左右摆动的缓解情况进行调整。
需要强调的是还要轮流计算出可以代替吊架中的压力值的汽车速度值，所述压力值与速度值有关。
可以根据少量极限值或只根据一个极限值来计算速度值，以便根据该极限值增大缓冲度。
为此，在拖车上和/或汽车上设置一个特定传感器，或使用卡车上的一个已经获得速度数据的回路，所述速度数据例如是称作ABS的刹车控制回路所提供的数据。
现在利用图5和6描述缓冲装置控制回路的两个实施例。
由压缩机压缩了的空气先通过一个补偿箱，再通过一个控制模块供应给气动吊架。
图5和6示出了利用压气机的吊架和呈矩形的模块及传感器。
根据图5所示的基本变型，由吊架供应管道上的气孔接收用作控制气动驱动机构27的压缩空气，压缩空气然后通过一个调整模块传送到缓冲装置。压缩空气用作起动气动驱动机构27的动力流体，压缩空气经孔29进入动力装置。由此产生的缓冲效果取决于管道中的瞬时压力，所述管道是为吊架供气的。
也可以由机动车或卡车的气动回路接受压缩空气。
这种变形的基本装配构成了主要控制形式，这种形式足以使缓冲操作取决于拖车和/或卡车气动吊架的应力，所述应力表示拖车或卡车的负载情况。当拖车和/或卡车的重量增加时，气动驱动机构27中的压力也增加，这就使得前束得到增强，从而提高了缓冲能力。
根据该实施例的优选方式，拖车的吊架压气机和气动驱动机构27的压力相同。
根据所示的第二种变型，由图6所示的装配实施例用控制环进行缓解。
关于这种装配，应注意的是，供应给缓冲装置的加压气动流体直接来自由补偿箱下游的气孔压缩的气源。压缩空气的干线通过一个控制模块给缓冲装置供气，所述控制模块根据压力传感器的值或状态运行，压力传感器装在拖车和/或卡车吊架的加压空气供应管线上。压力传感器是对压力敏感的传感器或所有其他设备，根据传感器的压力或根据传感器的运转情况可以操纵缓冲装置上的气动能量控制模块。因此，对该缓冲装置的控制也就是对拖车吊架和/或卡车吊架的操作和状态的控制。
根据一种比较好的变型，为压力传感器添加一个可以根据前束施加给摩擦板的作用力来计算速度值的汽车速度传感器。
根据另一种变型，可以只由速度传感器控制该缓冲装置。
所述气动回路可以包括其它未示出的元件，例如在两个吊架压气机中的用于求平均压力的计算器，以便确定传送到缓冲装置中的前束流体的压力。因为，在两个吊架中的压力可以不同，特别是在倾斜的情况下更是如此。
根据本发明可以设想该装置的一种实施方式，其中由一个气源为气动驱动机构27供应前束动力流体，该气源独立于吊架回路，但根据与该回路相关的参数可以计算流体压力。
也可以设想使用其它能量或其它除比如用于前束动力设备的压缩空气以外的流体，例如液压流体或电能。
可以考虑其它各种变型。例如可以对用户操作的前束流体压力进行辅助调节，或根据滚动参数的具体瞬间参数进行调节，这些参数除了速度值以外，主要是左右摆动的幅度。
通常的前束作用力的作用规律例如可以是施加的力的大小与机动车纵轴调整方向和拖车纵轴调整方向之间的角偏移成反比。
当然，在这种情况下，已经证实该力在转弯时并不起作用，从而使连杆完全自由运动。
为此，可以设想一种实施方式，根据该方式，让缓冲道4的厚度可以变化，例如使其中部厚些，从而向其端部变薄。另一种情况相反，即，也可以使用中部厚度比较薄的缓冲道。
也可以考虑用不同的结构和技术来实施缓冲道4，摩擦装置17和在连杆2前端16处实现系统的装配。
具体地说，可以考虑将所有工作机械构成单一的一个结构件，根据该结构件，连杆2前端16处将缓冲道4与其延长件5和6及摩擦装置17组装在一起，这两个延长件终止于一个连接活节9和10，也可以直接进行固定连接，所述摩擦装置已经固定或即将固定到连杆2前端16上。
根据一种附加变型，连接活节9和10之间通过一个连接支撑(未示出)结合在一起，所述连接支撑在机动车后部的一个固定部分上带有可拆卸的固定设备。
这样，由于该连接支撑与机动车底盘或与一块固连到该底盘上的板进行可拆卸的固定，所以一旦在联结拖车的同时，就可以将本发明的已经装在连杆前端的装置装到机动车的后面，连接，上钩，支撑或其它联结。
有关在其一部分长度上构成缓冲道4的圆弧薄片，该薄片最好具有如下特征：
从技术上来讲圆弧的半径要尽可能大，而对于相同的缓冲对来讲，摩擦力越小越好。摩擦力变小可以减少摩擦面的磨损，这样就可以节省维修开支，延长摩擦装置的有效寿命。在选择半径时，也可以将外观和摩擦装置在连杆上的位置考虑在内。
最好使薄片的厚度小些，从而使其更加柔软，这样在扭力的作用下能够变形。
另外，薄片应当能够沿径向倾斜，也就是说，当公路坡度突然消失时，该薄片能够沿纵向相对于连杆2位移，所处的位置也就是指上升坡度的比较远的位置或下降坡度的比较近的位置。
这可以用摩擦装置17的套管比较大的纵向尺寸表示。
例如本发明的左右摆动缓冲装置形成的总体设备在挂钩断裂时具有附加的安全性能。
因为，如果在挂钩处出现机械断裂，则其支撑件铰接在机动车后部的左右摆动的缓冲装置4可以暂时保证机动车和拖车之间的连接。

Claims (22)

1.一种公路车辆的左右摆动缓冲装置，所述公路车辆包括一个卡车和一个由该卡车牵引的拖车，这两者中的至少一个属于气动悬挂，并在连杆(2)的前端(16)附近设置一个利用摩擦产生缓冲效果的缓冲组件，该装置包括下面的设备：
一个曲面形的缓冲道(4)，其中心在挂钩(3)上，但不同于该挂钩，将缓冲道(4)或其支撑件与牵引车后部固连在一起的支撑件相连，或与装在卡车后部固定部分上的过渡支撑件相连，以便消除侧滚和俯仰颠簸；
一个与连杆(2)固连的摩擦装置(17)，它包括一些摩擦机构(21，22)，利用一个驱动机构(27)迫使摩擦机构紧靠缓冲道(4)的各个面，以便通过缓冲道(4)上的摩擦减少能量，获得减缓左右摆动的效果；
其特征在于：
对摩擦机构起作用的驱动机构(27)根据拖车和/或卡车的负载和/或速度情况受原动力的控制，以便在拖车的负载和/或速度增加时，就增加对左右摆动的缓解，反之也然，
其特征还在于将拖车和/或卡车的吊架流体用作驱动机构(27)的原动力。
2.根据上一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于驱动机构(27)的动力流体直接由拖车和/或卡车吊架的流体供应管道得到。
3.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于根据拖车和/或卡车的吊架压力由一个控制环控制驱动机构(27)的运行。
4.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于根据拖车的负载大小由一个控制环控制驱动机构(27)的运行。
5.根据权利要求1或2所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于根据拖车和/或卡车的吊架压力和汽车速度由一个控制环控制驱动机构(27)的运行。
6.根据权利要求1或2所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于根据汽车速度由一个控制环控制驱动机构(27)的运行。
7.根据权利要求5或6所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于为了缓解左右摆动，只考虑超过极限的汽车速度值。
8.根据权利要求3-5之一所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于利用一个对拖车和/或卡车吊架的流体供应管道中的压力敏感的设备控制驱动机构(27)的运行。
9.根据权利要求5或6所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于利用一个对汽车速度敏感的设备控制驱动机构(27)的运行。
10.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于所述缓冲道(4)为柔性材料的薄片，将薄片的端部固定到卡车的后部。
11.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于将摩擦装置(17)固定到连杆(2)的前端(16)的上表面上。
12.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于缓冲道(4)上具有摩擦涂层。
13.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于缓冲道(4)具有两个平行的相对表面(14)和(15)，这两个表面与连杆(2)或公路基本平行，所述摩擦装置(17)为前束型。
14.根据上一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于前束型摩擦装置(17)包括具有摩擦块或摩擦板(21，22)的套管(23)和(24)，在驱动机构(27)的作用下，迫使这两个板靠近，先与缓冲道(4)的平面(14，15)接触，然后再夹住这两个平面。
15.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于缓冲道(4)的厚度朝其端部变化。
16.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于驱动机构(27)为气动能。
17.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于驱动机构(27)为气室。
18.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于驱动机构(27)为含有一个或多个叶片的压气机。
19.根据上述权利要求18所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于压气机是公路车辆的气动吊架压气机。
20.根据权利要求16所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于驱动机构(27)为气动起重器。
21.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于使构成摩擦装置(17)的不同元件夹在缓冲道(4)的两边彼此叠放在一起，利用一个或多个固定构件，例如螺杆(30)将这些元件保持在一起，在消除或减少了驱动机构(27)产生的靠近力以后，这种布置可以很容易进行拆卸。
22.根据上述任一个权利要求所述的左右摆动缓冲装置，其特征在于该装置各设备的组装件构成完整的运行机器，该机器为单一的结构件形式，根据该结构件，将缓冲道(4)，摩擦装置(17)及一个机械接口组装到连杆(2)的前端(16)上，所述摩擦装置已被固定或将要固定到连杆上，机械接口连接缓冲道(4)的两端，缓冲道(4)的延长件各端固定或铰接到该接口上。
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