ES2882560T3 - Sistema de acoplamiento - Google Patents
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Abstract
Un tapón de acoplamiento (10), en particular, para un perno maestro, que comprende una primera parte de acoplamiento (2), una segunda parte de acoplamiento (4) y una tercera parte de acoplamiento (6), en donde la segunda parte de acoplamiento (4) se dispone al menos parcialmente dentro de la primera parte de acoplamiento (2) y la tercera parte de acoplamiento (6) se dispone al menos parcialmente dentro de la segunda parte de acoplamiento (4), en donde las partes de acoplamiento (2, 4, 6) se extienden coaxialmente hacia un primer eje (R) en el área de su solapamiento, en donde se forma una primera cámara de presión (D1) entre la primera parte de acoplamiento (2) y la segunda parte de acoplamiento (4), en donde se forma una segunda cámara de presión (D2) entre la segunda parte de acoplamiento (4) y la tercera parte de acoplamiento (6), en donde la tercera parte de acoplamiento (6) es hueca y forma una tercera cámara de presión (D3), en donde, en una primera área de tapón (A1) del tapón de acoplamiento (10), al menos la primera y tercera partes de acoplamiento (2, 6) se diseñan para una conexión hermética al fluido a un sistema de presión de fluido de un remolque (H), en donde, en una segunda área de tapón (A2) del tapón de acoplamiento (10), al menos la primera y tercera partes de acoplamiento (2, 6) se diseñan para una conexión a un receptáculo de acoplamiento (20), caracterizado porque la segunda cámara de presión (D2) en el área de la primera área de tapón (A1) está cerrada de manera hermética al fluido o se abre hacia el ambiente o se conecta a un monitor de fugas (30).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de acoplamiento
La presente invención se refiere a un sistema de acoplamiento, un tapón de acoplamiento y un receptáculo de acoplamiento, en particular, para su uso en vehículos utilitarios.
Para vehículos utilitarios de trabajo pesado, se sabe desde hace tiempo que se utiliza una combinación de acoplamiento de quinta rueda y un perno maestro para conectar un remolque a un vehículo tractor. Al mismo tiempo, especialmente para suministrar aire comprimido y energía eléctrica al remolque, se colocan conductos flexibles en varios puntos entre el vehículo tractor y el remolque, lo que también puede compensar un movimiento de pivote del remolque con respecto al vehículo tractor. Estos conductos flexibles suelen ser conectados a mano por el usuario del vehículo utilitario y se desgastan continuamente durante su vida útil debido a las deformaciones periódicas causadas por el movimiento de pivote del remolque con respecto al vehículo utilitario. Hasta ahora, no se conoce ninguna posibilidad de que estos sistemas de conductos combinen un proceso de acoplamiento automático de un vehículo tractor a un remolque con la conexión simultánea de los conductos de presión y conductos eléctricos entre el vehículo tractor y el remolque.
El documento DE 601 02 393 T2 se refiere a un sistema de acoplamiento para un vehículo para acoplar al menos una unidad de tractor a una unidad de remolque.
El documento WO 01/46 001 A2 se refiere a un acoplamiento de quinta rueda para acoplar una unidad de tractor de semirremolque a un semirremolque, que comprende una placa de quinta rueda, un perno maestro, un diámetro interior, una superficie de acoplamiento o enganche exterior y conexiones para su conexión a conductos de suministro eléctrico y neumático.
El documento DE 10 2006 059 681 A1 se refiere a un dispositivo de conexión para un dispositivo de acoplamiento con una primera y una segunda partes de acoplamiento para conectar conductos de presión. Los documentos GB 1,020,241 y US 3,428,334 se refieren a sistemas de acoplamiento de conexiones entre un remolque y un vehículo tractor por medio de los cuales se transmite aire comprimido.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema que permita la transmisión de energía eléctrica y presión de fluido entre un vehículo tractor y un remolque de forma mejorada. Además, es un objeto de la presente invención diseñar este sistema de tal manera que pueda llevarse a cabo un acoplamiento automático con conexión simultánea del remolque al sistema de suministro de energía del vehículo tractor.
Estos objetos se consiguen con un tapón de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, un receptáculo de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 13 y un sistema de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 15. Otras ventajas y características de la presente invención resultan de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, se proporciona un tapón de acoplamiento que está diseñado en particular para su uso en o sobre un perno maestro, el tapón de acoplamiento comprende una primera parte de acoplamiento, una segunda parte de acoplamiento que comprende una tercera parte de acoplamiento, en donde la segunda parte de acoplamiento se dispone al menos parcialmente dentro de la primera parte de acoplamiento y la tercera parte de acoplamiento se dispone al menos parcialmente dentro de la segunda parte de acoplamiento, en donde las partes de acoplamiento se extienden coaxialmente a un primer eje en el área de su solapamiento, en donde se forma una primera cámara de presión entre la primera parte de acoplamiento y la segunda parte de acoplamiento, en donde se forma una segunda cámara de presión entre la segunda parte de acoplamiento y la tercera parte de acoplamiento, y en donde la tercera parte de acoplamiento es hueca y forma una tercera cámara de presión, en donde, en una primera área de tapón del tapón de acoplamiento, al menos la primera y tercera partes de acoplamiento están diseñadas para una conexión hermética al fluido a un sistema de presión de fluido de un remolque, en donde, en una segunda área de tapón del tapón de acoplamiento, al menos la primera y tercera partes de acoplamiento están diseñadas para su conexión a un receptáculo de acoplamiento, en donde la segunda cámara de presión en el área de la primera área de tapón está cerrada de forma hermética al fluido o se abre al ambiente o se conecta a un monitor de fugas. El tapón de acoplamiento está diseñado, ventajosamente la parte del sistema de acoplamiento que se ubica en el costado del remolque del vehículo utilitario, para la transmisión de la presión de fluido, de mayor preferencia, la presión neumática del aire o presión hidráulica. El tapón también está diseñado de preferencia para la transmisión de energía eléctrica. Para su uso sobre y en particular, en un perno maestro, el tapón de acoplamiento es predominantemente cilíndrico en su exterior para que pueda insertarse en un orificio cilíndrico en un perno maestro. El tapón de acoplamiento tiene al menos tres partes de acoplamiento, las cuales están ventajosamente diseñadas para ser esencialmente cilindros huecos. Un diseño esencialmente cilíndrico y hueco se define en particular como una geometría de cuerpo predominantemente hueco que se desvía de la simetría rotacional matemática sólo, por ejemplo, en el área de la conexión de los conductos de presión a la
parte de acoplamiento respectiva y que, por lo demás, es rotacionalmente simétrica alrededor del primer eje. Las partes de acoplamiento se disponen predominantemente una dentro de la otra, la primera parte de acoplamiento en el sentido de la presente invención es el exterior de estas partes de acoplamiento y la tercera parte de acoplamiento es el interior, mientras que la segunda parte de acoplamiento se dispone entre la primera y tercera partes de acoplamiento. De preferencia, la segunda parte de acoplamiento se dispone en al menos 85% de su extensión a lo largo del primer eje dentro del espacio definido por la primera parte de acoplamiento. De manera similar, de preferencia, la tercera parte de acoplamiento se dispone dentro de la segunda parte de acoplamiento en al menos 80% de su longitud a lo largo del primer eje. Esto resulta en un diseño particularmente compacto del tapón de acoplamiento y puede conseguirse una disposición robusta al utilizar las partes sobresalientes menos posibles del tapón de acoplamiento. De preferencia, además de al menos una tercera parte de acoplamiento, puede proporcionarse una o una pluralidad de terceras partes de acoplamiento adicionales en el sentido de la presente invención. Las terceras partes de acoplamiento de preferencia pueden estar dispuestas una cerca de la otra dentro de la segunda parte de acoplamiento y permitir así una pluralidad de conductos de presión para la conexión entre el remolque y el vehículo tractor. Se entiende que la cantidad correspondiente de terceras partes receptoras se proporciona en el receptáculo de acoplamiento para la conexión con las terceras partes de acoplamiento. La primera área de tapón del conector de acoplamiento de preferencia es el área diseñada para conectar tanto los conductos eléctricos como los conductos de presión de fluido al sistema del remolque. Cuando el tapón de acoplamiento se instala en el remolque, la primera área de tapón se ubica de preferencia en la parte superior del remolque. Es ventajoso que la primera parte de acoplamiento y la tercera parte de acoplamiento en el área de la primera área de tapón tangan pernos de conexión para conectar conductos de fluido o tuberías de fluido. La segunda cámara de presión se abre en el área de la primera área de tapón de preferencia hacia el ambiente o se conecta a un monitor de fugas. De esta manera, la segunda cámara de presión puede utilizarse, en particular, para separar la primera cámara de presión y la segunda cámara de presión si se produce una fuga en una de estas dos cámaras de presión y, por lo tanto, pueda existir riesgo de que el fluido presurizado pudiera pasar de la primera cámara de presión a la tercera cámara de presión o de la tercera cámara de presión a la primera cámara de presión. Al colocar la segunda cámara de presión entre la primera y tercera cámaras de presión y al mismo tiempo estar diseñada para disipar posibles presiones de fuga, puede aumentarse la seguridad del tapón de acoplamiento y de un sistema de acoplamiento equipado con este tapón de acoplamiento. En el caso preferido de que un monitor de fugas esté conectado a la segunda cámara de presión, también puede señalarse al conductor si hay presiones inesperadas en la segunda cámara de presión que se deban a. En una realización preferida adicional, el monitor de fugas está diseñado como un sensor de presión y se ubica dentro de la segunda cámara de presión, que está sellada contra el ambiente. Esta realización preferida significa que la segunda cámara de presión está cerrada y conectada a un monitor de fugas. En oposición a la primera área de tapón a lo largo del primer eje, se proporciona una segunda área de tapón en el tapón de acoplamiento, que está especialmente diseñada para la conexión a un receptáculo de acoplamiento. En la segunda área de tapón, la primera y tercera cámaras de presión están abiertas con la finalidad de conectarse a un receptáculo de acoplamiento y a las partes receptoras allí presentes, de manera que un fluido presurizado pueda ser transferido desde el tapón de acoplamiento hacia el receptáculo de acoplamiento y viceversa. Para este propósito, de preferencia se forman elementos de sellado y/o de preferencia superficies pulidas de forma continua en las partes de acoplamiento en el área de la segunda área de tapón de modo que éstos puedan conectarse de la forma más hermética al fluido posible con las partes receptoras correspondientes de un receptáculo de acoplamiento. En el contexto de la presente invención, se prefiere que el tapón de acoplamiento y, en particular, la primera parte de acoplamiento, esté diseñada con una geometría de sujeción para fijarse a un perno maestro de un remolque. Una fijación segura del tapón de acoplamiento al perno maestro aumenta su vida útil de servicio, en particular, con respecto a las vibraciones que se producen en el vehículo utilitario durante su operación normal. El método preferido para fijar el tapón de acoplamiento, en particular, de preferencia, la primera parte de acoplamiento, es mediante la unión de material, es decir, por medio de una junta soldada o engomada, a o dentro de un perno maestro. La segunda área de tapón del tapón de acoplamiento de preferencia es el área en la cual el tapón de acoplamiento interactúa con un receptáculo de acoplamiento, en particular, al solaparse con un receptáculo de acoplamiento, con la finalidad de permitir la transmisión de presión de fluido y energía eléctrica en particular.
En una realización preferida, la primera parte de acoplamiento se asegura contra la rotación alrededor del primer eje con respecto al remolque. Al fijar al menos la primera parte de acoplamiento y, en particular, de preferencia, todo el tapón de acoplamiento al remolque, todos los conductos de suministro y descarga hacia y desde el tapón de acoplamiento que están unidos al remolque pueden diseñarse como conductos rígidos y no tienen que realizar ningún movimiento de pivote o de desplazamiento del tapón de acoplamiento con respecto al remolque y soportar las deformaciones periódicas correspondientes. De esta manera, pueden reducirse tanto los espesores de pared de los conductos respectivos como el espacio de instalación necesario para conectar el tapón de acoplamiento al sistema de remolque y así optimizarlo. Además, de preferencia, la primera parte de acoplamiento soporta la segunda parte de acoplamiento y/o adicionalmente la tercera parte de acoplamiento. Entre la segunda y tercera partes de acoplamiento, una geometría de mantenimiento de soporte de preferencia también está diseñada de tal manera que las tres partes de acoplamiento pueden ser aseguradas al final contra la rotación con respecto al remolque.
De preferencia, al menos una de las partes de acoplamiento tiene un contacto deslizante de un sistema eléctrico en el área de la segunda área de tapón. El sistema eléctrico de preferencia está equipado con conductos eléctricos y contactos deslizantes y permite la transmisión de tensión eléctrica desde un receptáculo de acoplamiento fijado en el vehículo tractor mediante contactos deslizantes a un sistema de conductos en el tapón de acoplamiento, que a su vez suministra energía eléctrica al remolque. De preferencia, en o sobre la pared de al menos una de las partes de acoplamiento se proporciona un contacto deslizante que se dispone en el área de la segunda área de tapón y está diseñado para conectarse a un receptáculo de acoplamiento en contacto eléctrico con un receptor correspondiente.
De preferencia, el contacto deslizante se conecta a un conductor eléctrico que está aislado de la parte de acoplamiento respectiva y sobresale de preferencia del tapón de acoplamiento en la primera área de tapón. Esta realización permite proporcionar varios conductores eléctricos, cada uno con contactos deslizantes conectados al mismo, en una de las partes de acoplamiento. La desventaja de esta realización es que la fabricación de dicha parte de acoplamiento con varios contactos deslizantes y conductores eléctricos es costosa. Si son suficientes dos o incluso un conductor eléctrico único, una de las partes de acoplamiento por sí misma puede funcionar también como conductor eléctrico en lugar de un conductor eléctrico, por lo que esta parte de acoplamiento puede ponerse en contacto eléctrico con la parte receptora correspondiente de un receptáculo de acoplamiento en cada caso con un contacto deslizante, el cual en el caso más simple es la superficie de la parte de acoplamiento. En una realización más preferida, tanto los contactos deslizantes como los conductores eléctricos, así como la parte de acoplamiento respectiva, están diseñados con capas de metal depositado por vapor. Por consiguiente, entre la capa de metal depositado por vapor y el material de la parte de acoplamiento respectiva se proporcionan capas o áreas aislantes que permiten la separación eléctrica de los conductores eléctricos individuales entre sí.
En una realización preferida, al menos una de las partes de acoplamiento está hecha de un material eléctricamente no conductor, en particular, de preferencia, no metálico, en donde se aplica al menos un contacto deslizante, de preferencia, engomado o depositado por vapor, al menos a una de estas partes de acoplamiento. Una ventaja resultante de esta realización es que no se requiere un aislante adicional entre los conductores eléctricos individuales y entre varios conductores eléctricos y la parte de acoplamiento a la que se unen. Esto elimina la necesidad de una capa adicional de aislamiento y ahorra espacio de instalación, logrando así un diseño compacto del tapón a pesar del aumento de volumen de conductos (mayor tasa de flujo). Se prefiere un material compuesto de fibras con polipropileno o poliamida como material de matriz como material eléctricamente no conductor. Para simplificar la producción del tapón, también se prefiere fabricar las partes de acoplamiento completamente de uno de los plásticos antes mencionados o, de preferencia, de PET, el cual combina la máxima resistencia con buenas propiedades de deslizamiento y una alta capacidad de aislamiento eléctrico.
Particularmente, de preferencia, al menos dos partes de acoplamiento adyacentes están hechas de material eléctricamente no conductor, en particular, de preferencia, no metálico, en donde se aplica al menos un contacto deslizante, de preferencia, engomado o depositado por vapor, a ambas de estas partes de acoplamiento. La ventaja de las áreas y partes del conector que están hechas de material no conductor es que estas partes de acoplamiento se fabrican como un solo cuerpo, por lo que, por ejemplo, pueden proporcionarse arriostramiento entre las partes de acoplamiento. Esto no era posible hasta ahora, debido a que las partes de acoplamiento tenían que estar separadas por un aislante / camisa de separación. Gracias a su diseño hecho de material eléctricamente no conductor, ya no es necesario separar las propias partes de acoplamiento y el tapón de acoplamiento puede diseñarse como un compuesto de una sola pieza de dos o todas las partes de acoplamiento para ser mucho más estable. Esto hace que la producción sea más económica y que las empaquetaduras sean más fiables, por ejemplo, utilizando un proceso de fundición a presión.
De preferencia, el contacto deslizante se extiende con un ángulo de arco de al menos 180° alrededor del primer eje en la pared interior o exterior de la parte de acoplamiento respectiva. Con una extensión del contacto deslizante con un ángulo de arco de al menos 180° puede garantizarse que cuando el remolque gire 90° a la izquierda o 90° a la derecha con respecto al vehículo tractor, la energía puede transmitirse de forma fiable al contacto correspondiente respectivo en el receptáculo de acoplamiento con uno y el mismo contacto deslizante. Al mismo tiempo, el extremo de este contacto entre el receptáculo de acoplamiento y en el tapón de acoplamiento también puede utilizarse como señal de advertencia o de activación para advertir al conductor del vehículo utilitario de un ángulo de giro excesivo del vehículo tractor y remolque. Con la finalidad de permitir una transmisión fiable de energía eléctrica incluso en intervalos de giro mayores del vehículo tractor y remolque, el contacto deslizante puede extenderse con un ángulo de arco de hasta 270° alrededor del primer eje en la pared interior o exterior de la parte de acoplamiento. En una realización alternativamente preferida, el contacto deslizante o la pluralidad de contactos deslizantes se extiende con un ángulo de arco de hasta 360° o, más preferido, exactamente 360° alrededor del primer eje y/o del segundo eje. Con esta realización preferida, es posible montar el tapón de acoplamiento o el receptáculo de acoplamiento equipado con los contactos deslizantes en cualquier posición de instalación deseada, es decir, sin una cierta torsión en el área de un acoplamiento de quinta rueda.
Se prefiere particularmente que el contacto deslizante esté dispuesto en la segunda parte de acoplamiento. En particular, el contacto deslizante se ubica de preferencia en el interior de la segunda parte de acoplamiento. Puesto que la segunda cámara de presión proporcionada en el interior de la segunda parte de acoplamiento no está diseñada de manera ventajosa para la transmisión de presión de fluidos, sino únicamente para la eliminación de fugas de fluido del escape, la transmisión de energía eléctrica puede tener lugar de manera ventajosa en esta área sin interactuar con la transmisión de presión de fluido. De esta manera, pueden formarse conexiones particularmente herméticas al fluido entre un tapón de acoplamiento y un receptáculo de acoplamiento en las áreas de contacto restantes, mientras que en el área de la segunda cámara de presión se lleva a cabo exclusiva o principalmente la transmisión de energía eléctrica. Por consiguiente, el contacto deslizante puede estar dispuesto ventajosamente también en el exterior de la tercera parte de acoplamiento. Además, es preferible tener los contactos deslizantes y conductores eléctricos correspondientes tanto en el interior de la segunda parte de acoplamiento como en el exterior de la tercera parte de acoplamiento, a fin de proporcionar una gran cantidad de conductos para la transmisión de señales eléctricas y energía eléctrica.
De preferencia, se proporciona una pluralidad de contactos eléctricos deslizantes en una o una pluralidad de partes de acoplamiento, donde cada uno de los contactos deslizantes está conectado a un conductor eléctrico. Al disponer una pluralidad de contactos eléctricos deslizantes y conductores eléctricos, en particular, puede transmitirse al remolque un gran volumen de datos de señales eléctricas al mismo tiempo o adicionalmente con la tensión eléctrica correspondiente para alimentar bombas, motores e iluminación.
Es ventajoso que todos los contactos deslizantes estén dispuestos y fijados en la segunda parte de acoplamiento. De esta manera, en particular, la geometría de conexión de los conductores eléctricos puede concentrarse en la segunda parte de acoplamiento, de modo que ventajosamente sólo hay que enchufar en la misma un elemento de tapón que conecte una gran cantidad de conductores eléctricos con los contactos deslizantes respectivos dispuestos en la segunda parte de acoplamiento. Los contactos deslizantes individuales se extienden a lo largo de trayectorias circunferenciales alrededor del primer eje, y están espaciados entre sí a lo largo del primer eje. Al proporcionar los contactos deslizantes correspondientes en el receptáculo de tapón, cuando se alcanza la posición correcta del tapón y el receptáculo de tapón en la posición totalmente acoplada a lo largo del primer eje, un par de contactos deslizantes puede transmitir cada uno energía eléctrica en el tapón y en el receptáculo.
En un diseño preferido, la primera parte de acoplamiento se conecta o se construye de forma material en una sola pieza con un perno maestro. De esta manera, en particular, el espacio de instalación requerido para el tapón de acoplamiento dentro del perno maestro puede reducirse significativamente, ya que la pared interior del orificio pasante realizado en un perno maestro ya puede utilizarse como la primera parte de acoplamiento en el sentido de la presente invención. Al mismo tiempo, puede lograrse una conexión particularmente firme entre el tapón de acoplamiento y el perno maestro.
Además, la segunda cámara de presión se abre de preferencia hacia el ambiente, donde de preferencia se proporciona un elemento protector en la salida hacia el ambiente. En el presente caso, puede utilizarse de preferencia un elemento de filtro como elemento protector, que impide la entrada de suciedad o líquido indeseables en la segunda cámara de presión. También, de preferencia, puede proporcionarse incluso una rejilla como elemento protector, que permite una mejor permeabilidad del fluido, pero impide la penetración de partículas de suciedad y sólidos en la segunda cámara de presión.
Ventajosamente, el tapón de acoplamiento comprende un sistema de transmisión de señales luminosas, en donde un primer transmisor y/o receptor de señales luminosas está fijado al menos a una de las partes de acoplamiento, el cual está diseñado para comunicarse sin contacto con un segundo transmisor y/o receptor de señales luminosas en un receptáculo de acoplamiento.
Como alternativa o además del sistema de transmisión de energía eléctrica y de señales, el conector de acoplamiento tiene de preferencia un sistema de transmisión de señales luminosas. Por lo tanto, ventajosamente se dispone de un conductor de señales luminosas en el tapón de acoplamiento, de preferencia en el área de la primera área de tapón, que envía o recibe señales luminosas a un emisor y/o receptor de señales luminosas correspondiente en un receptáculo de acoplamiento, ventajosamente a través de la primera cámara de presión, la segunda cámara de presión o la tercera cámara de presión. La ventaja de un sistema de transmisión de señales luminosas es que puede funcionar sin contacto y, por lo tanto, no hay desgaste de los contactos deslizantes como ocurre con el sistema de transmisión de señales y energía eléctrica. La cantidad de señales que puede transmitir un sistema de transmisión de señales luminosas también es mucho mayor que con las señales eléctricas, ya que pueden transmitirse varias señales simultáneamente, especialmente con diferentes rangos de longitud de onda de la radiación electromagnética. En particular, de preferencia, el primer transmisor de señales luminosas y/o el receptor de señales luminosas están dispuestos dentro de la tercera parte de acoplamiento, en donde el primer eje cruza este transmisor/receptor de señales luminosas y en donde el transmisor/receptor de señales luminosas transmite señales luminosas paralelas o colineales al primer eje en dirección de un segundo transmisor/receptor de señales luminosas en el receptáculo de acoplamiento.
Además, de acuerdo con la invención, se proporciona un receptáculo de acoplamiento, en particular, para su uso en o sobre un acoplamiento de quinta rueda, que comprende una primera parte receptora, una segunda parte receptora y una tercera parte receptora, en donde la segunda parte receptora se dispone al menos en regiones dentro de la primera parte receptora y la tercera parte receptora se dispone al menos en regiones dentro de la segunda parte receptora, en donde las partes receptoras se extienden coaxialmente a un segundo eje en el área de su solapamiento, en donde se forma una primera cámara de presión receptora entre la primera parte receptora y la segunda parte receptora, en donde se forma una segunda cámara de presión receptora entre la segunda parte receptora y la tercera parte receptora y en donde la tercera parte receptora es hueca y forma una tercera cámara de presión receptora, en donde en una primera sección receptora del receptáculo de acoplamiento al menos la primera y tercera partes receptoras están diseñadas para la conexión hermética al fluido a un sistema de presión de fluido de un vehículo utilitario, en donde en una segunda sección receptora del receptáculo de acoplamiento al menos la primera y tercera partes receptoras están diseñadas para la conexión a un tapón de acoplamiento, en donde la segunda cámara de presión receptora en el área de la primera sección receptora se cierra herméticamente al fluido o se abre al ambiente o se conecta a un monitor de fugas. El receptáculo de acoplamiento de preferencia es la contraparte del tapón de acoplamiento en el costado del vehículo tractor, y se fija de manera correspondiente con ventaja en un acoplamiento de quinta rueda del vehículo. Las características descritas de manera correspondiente para la primera sección receptora y la segunda sección receptora del receptáculo de acoplamiento son esencialmente idénticas a las descritas para la primera y segunda áreas de tapón. Las partes receptoras, al igual que las partes de acoplamiento descritas anteriormente, tienen una forma esencialmente cilíndrica hueca y están dispuestas coaxialmente con un segundo eje, el cual está definido de acuerdo con el primer eje, al menos en el área de su solapamiento. De forma análoga al diseño de la segunda cámara de presión de conexión como área de amortiguamiento entre la primera y tercera cámaras de presión de conexión, ésta se sella de forma hermética al fluido, en cuyo caso la segunda cámara de presión del tapón de acoplamiento se cierra de forma no hermética al fluido si es posible, o se abre al ambiente o se conecta a un sistema de control de fugas. Como ya se ha descrito para el tapón de acoplamiento, la segunda cámara de presión puede estar de preferencia cerrada y tener un sensor de presión dispuesto internamente que sirve como monitor de fugas.
Es ventajoso que la segunda cámara de presión receptora se conecte a un sistema de control de fugas. Es ventajoso que el sistema de control de fugas se ubique en el costado del vehículo tractor. De esta manera, puede garantizarse que, en caso de fallo del sistema eléctrico en el remolque, se siga dando una advertencia fiable de fugas en la primera o tercera cámaras de presión o en la primera o tercera cámaras de presión receptoras. En caso de que la segunda cámara de presión receptora esté conectada a un sistema de control de fugas, es comprensible la ventaja de que la segunda cámara de presión esté sellada herméticamente en el tapón de acoplamiento, de modo que todo el fluido de fuga en la segunda cámara de presión o en la segunda cámara de presión receptora debe fluir en la dirección del monitor de fugas.
De preferencia, el receptáculo de acoplamiento tiene contactos deslizantes y conductores eléctricos análogos al sistema de transmisión de energía eléctrica del tapón de acoplamiento, que están diseñados para transmitir señales eléctricas y energía eléctrica hasta o desde el sistema eléctrico del tapón de acoplamiento. Las características, en particular la extensión de los contactos deslizantes con un cierto ángulo de arco, son esencialmente análogas a las características correspondientes, previamente descritas, del sistema eléctrico en el tapón de acoplamiento. Además, en el receptáculo de acoplamiento se prefieren partes receptoras hechas de material eléctricamente no conductor con contactos deslizantes aplicados, como ya se ha descrito anteriormente para las partes de acoplamiento.
Además, de acuerdo con la invención, se proporciona un sistema de acoplamiento que comprende un tapón de acoplamiento, como se ha descrito anteriormente, y un receptáculo de acoplamiento, como también se ha descrito anteriormente, en donde el tapón de acoplamiento y el receptáculo de acoplamiento se acoplan entre sí de tal manera que la primera parte de acoplamiento hace contacto hermético al fluido con la primera parte receptora, la segunda parte de acoplamiento hace contacto hermético al fluido con la segunda parte receptora y la tercera parte de acoplamiento hace contacto hermético al fluido con la tercera parte receptora, en donde las superficies de contacto de las partes de acoplamiento y las partes receptoras son sustancial y rotacionalmente simétricas alrededor del primer eje.
Es ventajoso que el tapón de acoplamiento y el receptáculo de acoplamiento puedan ser empujados uno dentro del otro a lo largo de un primer eje, el primer eje y el segundo eje corren colinealmente, cuando son empujados juntos. Es ventajoso que el acoplamiento o el proceso de acoplamiento tenga lugar entre el tapón de acoplamiento y el receptáculo de acoplamiento y, de esta manera, a lo largo del primer eje o a lo largo del segundo eje. En la práctica, esto significa que el perno maestro con el tapón de acoplamiento unido al mismo se introduce primero en el receptáculo correspondiente del acoplamiento de quinta rueda, que suele ser transversal al primer eje. A continuación, el tapón de acoplamiento y/o el receptáculo de acoplamiento pueden desplazarse paralelamente al primer o segundo ejes con la finalidad de establecer una conexión hermética al fluido con la otra parte (tapón de acoplamiento o receptáculo de acoplamiento). De esta manera, el sistema de acoplamiento puede ser llevado a un estado en donde la transmisión de presión de fluido, de preferencia la presión de aire o presión hidráulica, y además, también para la transmisión de energía eléctrica y de señales
eléctricas, y de preferencia, adicional o alternativamente también para la transmisión de señales luminosas. Es ventajoso si la segunda cámara de presión o la segunda cámara de presión receptora se abre al ambiente o se conecta a un monitor de fugas. En otras palabras, al menos una de las dos cámaras de presión, es decir, la cámara de presión en el tapón de acoplamiento o la cámara de presión receptora en el receptáculo de acoplamiento, de esta manera esté cerrada herméticamente al fluido, de modo que el control del fluido de fuga o la eliminación del fluido de fuga sólo tiene lugar en la otra cámara, respectivamente. Es ventajoso si la segunda cámara de presión receptora bajo la placa de acoplamiento se abre al ambiente o a un sistema de control de fugas. De esta manera, la apertura de la segunda cámara de presión receptora está particularmente bien protegida contra los efectos de objetos extraños procedentes del exterior.
Otras ventajas y características de la presente invención resultan de la siguiente descripción con respecto a las figuras adjuntas. Se entiende que las características individuales, que se representan en una sola de las realizaciones, también pueden utilizarse en otras realizaciones, a menos que esto se haya excluido explícitamente o esté prohibido por circunstancias técnicas. En particular, las características tales como los contactos deslizantes y los conductores eléctricos, que sólo se muestran para el tapón de acoplamiento, desde luego, también pueden proporcionarse en las realizaciones preferidas correspondientes del receptáculo de acoplamiento.
Se muestra en:
La figura 1 una primera vista esquemática de un vehículo utilitario equipado con un receptáculo de acoplamiento de acuerdo con la invención.
La figura 2 es una vista esquemática de un tapón de acoplamiento y un receptáculo de acoplamiento en el sentido de la presente invención,
La figura 3 es una vista de una realización preferida de una parte de un tapón de acoplamiento,
La figura 4 es una vista en sección de una realización preferida de un tapón de acoplamiento de acuerdo con la invención, y
La figura 5 es una vista en sección de una realización preferida de un sistema de acoplamiento de acuerdo con la presente invención.
La vista esquemática de un vehículo utilitario con un vehículo tractor Z y un remolque H mostrada en la figura 1 tiene un acoplamiento de quinta rueda con un perno maestro 8. Un tapón de acoplamiento 10 se proporciona en o al menos sobre el perno maestro 8. Por consiguiente, el acoplamiento de quinta rueda del vehículo tractor Z tiene un receptáculo de acoplamiento 20. El tapón de acoplamiento 10 y el receptáculo de acoplamiento 20 definen así un sistema de acoplamiento de acuerdo con la presente invención. Por medio del sistema de acoplamiento es posible transmitir la presión de fluido, en particular, la presión neumática o presión hidráulica, y, en su caso, también la energía eléctrica o señales eléctricas de control en el área del punto de pivote entre el vehículo tractor Z y el remolque H. Por lo tanto, no es necesario tender más conductos o cables entre el vehículo tractor Z y el remolque H, que tienen que deformarse y guiarse y, de esta manera, desgastarse cuando el remolque pivota con respecto al vehículo tractor. Además, también se ahorra el espacio de instalación que ocuparían estos cables, de modo que el área de conexión entre el vehículo tractor Z y el remolque H es mucho más compacta de lo que se conoce en el estado de la técnica hasta la fecha.
La figura 2 muestra una vista en sección de un perno maestro 8, en el cual se inserta un tapón de acoplamiento 10. Además, se muestra esquemáticamente que en el acoplamiento de quinta rueda no mostrado, un receptáculo de acoplamiento 20 está dispuesto de tal manera que el primer eje R del tapón de acoplamiento 10 es colineal con el segundo eje S del receptáculo de acoplamiento 20. En esta posición relativa en el presente caso, el receptáculo de acoplamiento 20 puede desplazarse de preferencia a lo largo del primer o segundo ejes R, S en la dirección del tapón de acoplamiento 10 para entrar en contacto con la segunda área de tapón A2 con una segunda área receptora B2. En particular, el receptáculo de acoplamiento 20 y el tapón de acoplamiento 10 se superponen entre sí en el estado ensamblado de tal manera que se produce una conexión hermética al fluido entre las partes individuales del tapón de acoplamiento 10 y el receptáculo de acoplamiento 20. Además, se muestra que tanto el receptáculo de acoplamiento 20 como el tapón de acoplamiento 10 cada uno tiene una primera área A1 y B1, por lo que en esta primera área puede establecerse la conexión del tapón de acoplamiento 10 y del receptáculo de acoplamiento 20 con el sistema de conductos del remolque H o el vehículo tractor Z.
La figura 3 muestra una vista detallada del área superior de un tapón de acoplamiento 10, en donde se aprecia que la primera parte de acoplamiento 2 y la segunda parte de acoplamiento 3 bordean una primera cámara de presión D1, y la segunda parte de acoplamiento 4 y la tercera parte de acoplamiento 6 bordean una segunda cámara de presión D2, y la tercera parte de acoplamiento 6 encierra una tercera cámara de presión D3. La primera cámara de presión D1 se abre en el tubo mostrado esquemáticamente y que se extiende horizontalmente fuera del tapón de acoplamiento 10, que sirve para suministrar o eliminar la presión de fluido.
La tercera cámara de presión D3 se abre en el tubo unido al costado superior o una manguera correspondiente, que también está diseñada para el suministro y/o eliminación de presión de fluido. La segunda cámara de presión D2 se abre en el tubo ubicado en el costado izquierdo del tapón de acoplamiento 10, que se abre al ambiente. En el área de salida de este tubo curvado hay un elemento protector 42, que está diseñado en particular como filtro o rejilla para evitar que la suciedad o fluidos corrosivos entren en la segunda cámara de presión D2. Todas las geometrías de conexión para conectar las cámaras de presión D1, D2, D3 con el remolque H se ubican esencialmente en el área de una primera área de tapón A1 , que, en relación con todo el tapón de acoplamiento 10, está proporcionada de preferencia en el costado superior, es decir, de preferencia en el costado que se orienta hacia el remolque H. En la parte baja del tapón de acoplamiento 10 no mostrada en la figura 3, se ubica de preferencia la segunda área de tapón A2 , en la cual el tapón de acoplamiento 10 puede conectarse con un receptáculo de acoplamiento 20 véase figura 2 y figura 1.
La figura 4 muestra una vista en corte de una realización preferida del tapón de acoplamiento 10 de acuerdo con la invención. Así, además de las cámaras de presión D1 a D3 descritas anteriormente, en el tapón de acoplamiento 10 se dispone también un sistema eléctrico de preferencia previsto. El sistema eléctrico 7 tiene de preferencia contactos deslizantes 71 y conductores eléctricos 72 que conducen a estos contactos deslizantes 71. En la realización preferida mostrada en la figura 4, el sistema eléctrico está esencialmente dispuesto y fijado en la segunda parte de acoplamiento 4. Sin embargo, también es concebible que los contactos deslizantes individuales 71 estén distribuidos en diferentes partes de acoplamiento 2, 4, 6. Además, la figura 4 muestra que la segunda área de presión D2 , a diferencia de aquella en las realizaciones mostradas anteriores, no conduce hacia el ambiente, sino hacia un monitor de fugas 30. El monitor de fugas 30 puede tener, por ejemplo, un sensor de presión que emite una señal de advertencia al conductor del vehículo utilitario cuando la presión en la segunda área de presión D2 aumenta. El monitor de fugas 30 puede estar ubicado tanto en el tapón de acoplamiento 10 como en el receptáculo de acoplamiento 20 correspondiente. De preferencia, se proporciona un monitor de fugas 30 tanto en el receptáculo de acoplamiento 20, que está fijado al vehículo tractor Z, como en el tapón de acoplamiento 10, que está fijado al remolque H. No hace falta decir que el sistema eléctrico 7 mostrado en la figura 4 también está presente de forma correspondiente en el receptáculo de acoplamiento 20, el cual no se muestra en esta figura, por lo que los contactos deslizantes 71 que corresponden a los contactos deslizantes 71 del tapón de acoplamiento 10 también están formados en el receptáculo de acoplamiento 20.
La figura 5 muestra un sistema de acoplamiento de acuerdo con la presente invención, en el que de preferencia además del sistema eléctrico 7 también se proporciona un sistema de transmisión de señales luminosas 9. El sistema de transmisión de señales luminosas cuenta con un primer emisor/receptor de señales luminosas 92, que se fija al tapón de acoplamiento 10 y, en particular, de preferencia a la tercera parte de acoplamiento 6. Por consiguiente, en el receptáculo de acoplamiento 20 se ha dispuesto un segundo transmisor/receptor de señales luminosas 94, que se comunica con el transmisor/receptor de señales luminosas 92 dispuesto en el tapón de acoplamiento 10. Los transmisores de señales luminosas tienen la ventaja de que con ellos pueden transmitirse mayores tasas de datos que con simples conductos eléctricos analógicos y de que no se producen procesos de desgaste por uso debido a la fricción de sólidos, como ocurre en el sistema eléctrico 7. Además, la figura 5 muestra el sistema de acoplamiento en un estado de acoplamiento conjunto, con el tapón de acoplamiento 10 y el receptáculo de acoplamiento 20 conectados entre sí a lo largo del primer eje R y el segundo eje S, que corre colinealmente en esta posición. Para el sellado entre la primera parte de acoplamiento 2 y la primera parte receptora 22, se proporciona al menos una empaquetadura 5 en su área de solapamiento. Dicha empaquetadura 5 también se proporciona en el área de solapamiento entre la tercera parte de acoplamiento 6 y la tercera parte receptora 26. En el estado de acoplamiento conjunto, la primera cámara de presión D1 y la primera cámara de presión receptora E1 forman un volumen común para la transmisión de presión de fluido. Asimismo, la segunda cámara de presión D2 y la segunda cámara de presión receptora E2 forman un volumen común en donde se acumula el fluido de fuga y se descarga al ambiente o se mide en un monitor de fugas. La tercera cámara de presión D3 y la tercera cámara de presión E3 también forman un volumen común en el que puede transmitirse la presión de fluido. En la figura 5, la segunda parte de acoplamiento 4 se muestra dividida en la segunda área de tapón A2 en el costado derecho, lo que permite ver claramente los contactos deslizantes 71 y el conductor eléctrico 72, que están fijados a la segunda parte receptora 24. Los contactos deslizantes 72 de la segunda parte receptora 24 se extienden ventajosamente a lo largo de la pared interior de la segunda parte receptora 24 y forman un ángulo de arco de aproximadamente 180° alrededor del segundo eje S. En la segunda parte de acoplamiento 4 hay contactos deslizantes correspondientes, de los cuales cada uno está dispuesto en una cierta posición paralela al primer eje R y cada uno entra en contacto con un contacto deslizante 72 de la segunda parte receptora 24. Se entiende que tales contactos deslizantes 72 con conductores eléctricos 71 también pueden estar dispuestos en la primera y tercera partes receptoras 22, 26. El diámetro exterior de la primera parte de acoplamiento 2 es ventajosamente más pequeño que el diámetro exterior de la primera parte receptora 22, debido a que de esta manera el tapón de acoplamiento puede ser insertado en el rebajo n más pequeño posible de un perno maestro 8.
Signos de referencia:
2 primera parte de acoplamiento
4 segunda parte de acoplamiento
5 empaquetadura
6 tercera parte de acoplamiento
7 sistema eléctrico
8 perno maestro
9 sistema de transmisión de señales luminosas 10 tapón de acoplamiento
20 receptáculo de acoplamiento
22 primera parte receptora
24 segunda parte receptora
26 tercera parte receptora
30 monitor de fugas
42 elemento protector
71 contacto deslizante
72 conductor eléctrico
92 transmisor/receptor de señales luminosas 94 transmisor/receptor de señales luminosas A1 primera área de tapón
A2 segunda área de tapón
B1 primera área receptora
B2 segunda área receptora
D1 primera cámara de presión
D2 segunda cámara de presión
D3 tercera cámara de presión
E1 primera cámara de presión receptora
E2 segunda cámara de presión receptora
E3 tercera cámara de presión receptora
H remolque
R primer eje
S segundo eje
Z vehículo tractor
Claims (15)
1. Un tapón de acoplamiento (10), en particular, para un perno maestro, que comprende una primera parte de acoplamiento (2), una segunda parte de acoplamiento (4) y una tercera parte de acoplamiento (6),
en donde la segunda parte de acoplamiento (4) se dispone al menos parcialmente dentro de la primera parte de acoplamiento (2) y la tercera parte de acoplamiento (6) se dispone al menos parcialmente dentro de la segunda parte de acoplamiento (4),
en donde las partes de acoplamiento (2, 4, 6) se extienden coaxialmente hacia un primer eje (R) en el área de su solapamiento,
en donde se forma una primera cámara de presión (D1) entre la primera parte de acoplamiento (2) y la segunda parte de acoplamiento (4),
en donde se forma una segunda cámara de presión (D2) entre la segunda parte de acoplamiento (4) y la tercera parte de acoplamiento (6),
en donde la tercera parte de acoplamiento (6) es hueca y forma una tercera cámara de presión (D3),
en donde, en una primera área de tapón (A1) del tapón de acoplamiento (10), al menos la primera y tercera partes de acoplamiento (2, 6) se diseñan para una conexión hermética al fluido a un sistema de presión de fluido de un remolque (H),
en donde, en una segunda área de tapón (A2) del tapón de acoplamiento (10), al menos la primera y tercera partes de acoplamiento (2, 6) se diseñan para una conexión a un receptáculo de acoplamiento (20), caracterizado porque
la segunda cámara de presión (D2) en el área de la primera área de tapón (A1) está cerrada de manera hermética al fluido o se abre hacia el ambiente o se conecta a un monitor de fugas (30).
2. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la primera parte de acoplamiento (2) se asegura contra la rotación alrededor del primer eje (R) con respecto al remolque (H).
3. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
en donde al menos una de las partes de acoplamiento (2, 4, 6) tiene un contacto deslizante (71) de un sistema eléctrico (7) en el área de la segunda área de tapón (A2).
4. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 3,
en donde el contacto deslizante (71) se conecta a un conductor eléctrico (72) que está aislado de la parte de acoplamiento (2, 4, 6) respectiva y sobresale de preferencia del tapón de acoplamiento (10) en la primera área de tapón (A1).
5. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4,
en donde el contacto deslizante (71) se extiende con un ángulo de arco de al menos 180° alrededor del primer eje (R) en la pared interior o exterior de la parte de acoplamiento respectiva (2, 4, 6).
6. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5,
en donde se proporciona una pluralidad de contactos deslizantes eléctricos (71) en una o una pluralidad de partes de acoplamiento (2, 4, 6),
en donde cada uno de los contactos deslizantes (71) se conecta a un conductor eléctrico (72).
7. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6,
en donde todos los contactos deslizantes (71) se disponen y fijan en la segunda parte de acoplamiento (4).
8. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7,
en donde al menos una de las partes de acoplamiento (2, 4, 6) está hecha de material eléctricamente no conductor, en donde al menos un contacto deslizante (71) se aplica al menos a una de estas partes de acoplamiento (2, 4, 6).
9. El tapón de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 8,
en donde al menos dos partes de acoplamiento adyacentes (2 y 4 o 4 y 6) están hechas de un material eléctricamente no conductor
en donde al menos un contacto deslizante (71) se aplica a cada una de estas partes de acoplamiento (2, 4, 6).
10. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en donde la primera parte de acoplamiento (2) se conecta o se construye de forma material en una sola pieza con un perno maestro (8).
11. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
en donde la segunda cámara de presión (D2) se abre al ambiente,
en donde de preferencia se proporciona un elemento protector (42) en la salida hacia el ambiente.
12. El tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
que comprende un sistema de transmisión de señales luminosas (9),
en donde un primer transmisor y/o receptor de señales luminosas (92) está fijado al menos a una de las partes de acoplamiento (2, 4, 6), el cual está diseñado para comunicarse sin contacto con un segundo transmisor y/o receptor de señales luminosas (94) en un receptáculo de acoplamiento (20).
13. Un receptáculo de acoplamiento (20), en particular, para un acoplamiento de quinta rueda,
que comprende una primera parte receptora (22), una segunda parte receptora (24) y una tercera parte receptora (26),
en donde la segunda parte receptora (24) se dispone en regiones dentro de la primera parte receptora (22) y la tercera parte receptora (26) se dispone en regiones dentro de la segunda parte receptora (24),
en donde las partes receptoras (22, 24, 26) se extienden coaxialmente hacia un segundo eje (R) en el área de su solapamiento,
en donde se forma una primera cámara de presión receptora (E1) entre la primera parte receptora (22) y la segunda parte receptora (24),
en donde se forma una segunda cámara de presión receptora (E2 ) entre la segunda parte receptora (24) y la tercera parte receptora (26),
en donde la tercera parte receptora (26) es hueca y forma una tercera cámara de presión receptora (E3), en donde, en una primera sección receptora (B1) del receptáculo de acoplamiento (20), al menos la primera y tercera partes receptoras (22, 26) se diseñan para una conexión hermética al fluido a un sistema de presión de fluido de un vehículo tractor (Z),
en donde, en una segunda sección receptora (A2) del receptáculo de acoplamiento (20), al menos la primera y tercera partes receptoras (22, 26) se diseñan para una conexión a un tapón de acoplamiento (10), caracterizado porque
la segunda cámara de presión receptora (E2) en el área de la primera área receptora (B1) está cerrada de manera hermética al fluido o se abre hacia el ambiente o se conecta a un monitor de fugas (30).
14. El receptáculo de acoplamiento (20) de acuerdo con la reivindicación 13,
en donde la segunda cámara de presión receptora (E2) se conecta a un sistema de control de fugas (30).
15. Un sistema de acoplamiento que comprende un tapón de acoplamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un receptáculo de acoplamiento (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14,
en donde el tapón de acoplamiento (10) y el receptáculo de acoplamiento (20) encajan entre sí de tal manera que la primera parte de acoplamiento (2) entra en contacto hermético al fluido con la primera parte receptora (22), la segunda parte de acoplamiento (4) entra en contacto hermético al fluido con la segunda parte receptora (24) y la tercera parte de acoplamiento (6) entra en contacto hermético al fluido con la tercera parte receptora (26), en donde las superficies de contacto de las partes de acoplamiento (2, 4, 6) y las partes receptoras (22, 24, 26) son sustancial y rotacionalmente simétricas alrededor del primer eje (R).
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