автоматическое тягово-сцепное устройство

Формула изобретения

1. Автоматическое тягово-сцепное устройство, содержащее снабженную стабилизатором поворота тяговую вилку, шарнирно соединенный с последней буферный стержень с поперечным отверстием, буфер, состоящий из корпуса и размещенных внутри него упругих элементов, охватывающих упомянутый стержень, и фиксатор, выполненный в виде подпружиненных штырей, размещенных в указанном поперечном отверстии стержня, в корпусе буфера имеются канавки под упомянутые штыри, тяговая вилка снабжена плоским упором, стабилизатор поворота вилки выполнен в виде обоймы, размещенной на буферном стержне с возможностью взаимодействия одним торцом с упругим элементом буфера, а другим - с указанным упором вилки, причем в обойме, снабженной фланцем для охватывания торца корпуса буфера, имеются отверстия под штыри фиксатора, отличающееся тем, что устройство снабжено направляющим кожухом, состоящим из верхнего и нижнего ловителей, между которыми выполнено освобождение, и крепящимся болтами к тяговой вилке прицепа лобовым стабилизатором, образованным торцовой поверхностью обоймы с радиальными пазами в форме двухгранных углов, взаимодействующих с шариковыми выступами плоского упора разъемного корпуса, тяговым стержнем тягача, оканчивающимся разъемным кулаком, связанным болтами и содержащим две полуоси, движение которых ограничено стопорными кольцами, гидравлической запорной системой с двумя электромеханическими замками, каждый из которых снабжен штифтом с гайкой, регулировочным винтом с пружиной, уплотнением, тросиком и шариковым фиксатором, состоящим из подпружиненного шарика и регулировочного винта с уплотнением, и электрическим датчиком с включенными в него крышкой с прокладкой, электрическим микропереключателем, стальной мембраной с уплотнением и нажимным роликом, кнопкой с уплотнением и пружиной растяжения, шариковым фиксатором с уплотнением.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тяговая вилка с буферным стержнем связана сферическим шарниром, содержащим разъемный корпус и сцепной шар, закрытый грязезащитным чехлом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шейки полуосей разъемного кулака тягового стержня выполнены коническими.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическим тягово-сцепным устройствам для транспортного машиностроения.

Известно сцепное устройство автопоезда, содержащее установленный на одном звене автопоезда посредством расположенной в продольном направлении опоры сцепной шар, охваченный связанными с помощью продольного хвостовика с другим звеном автопоезда верхним и нижним зажимными элементами, нижний зажимной элемент жестко связан с хвостовиком, а верхний зажимной элемент шарнирно соединен с нижним с возможностью поворота в продольном направлении и снабжен фиксатором его поворота, опора сцепного шара шарнирно установлена на звене автопоезда с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и подпружинена относительно него двумя пружинами (см. авторское свидетельство СССР N 1785917, МКИ B 60 D 1/06. Бюл. N 1, опубл. 07.01.93).

Недостатком данного устройства является отсутствие автоматизации сцепа-расцепа, возможность его разрушения, вызывающего самопроизвольный расцеп, из-за сравнительно малого угла горизонтальной гибкости и недостаточной надежности, выражающейся в возможных поломках в опасных сечениях деталей верхнего подвижного зажимного элемента с затяжным приспособлением от изгибающих моментов, и низких амортизирующих свойств.

Наиболее близким из известных технических решений является сцепное устройство, содержащее снабженную стабилизатором поворота тяговую вилку, шарнирно соединенный с последней стержень с поперечным отверстием, буфер, состоящий из корпуса и размещенного внутри него упругого элемента, охватывающего упомянутый стержень, и фиксатор, выполненный в виде подпружиненных штырей, размещенных в указанном поперечном отверстии стержня, в корпусе буфера имеются канавки под упомянутые штыри, тяговая вилка снабжена плоским упором, стабилизатор поворота вилки выполнен в виде обоймы, размещенной на стержне с возможностью взаимодействия одним торцом с упругим элементом буфера, а другим - с указанным упором вилки, в обойме имеются отверстия под штыри фиксатора, а сама она снабжена фланцем для схватывания торца корпуса буфера (см. авторское свидетельство СССР N 872319, МКИ B 60 D 1/00. Бюл. N 38, опубл. 15.10.81).

Однако такое устройство не обеспечивает автоматического сцепления и расцепления соединяемых звеньев, не имеет достаточной надежности при круговом движении, усилия в сцепном устройстве передаются с зазором.

Технической задачей предлагаемого изобретения является автоматизация сцепления и расцепления соединяемых звеньев при высокой надежности их сцепления и конструкции стыковочного узла и беззазорном сцепе.

Задача достигается в автоматическом тягово-сцепном устройстве, которое содержит снабженную стабилизатором поворота тяговую вилку, шарнирно соединенный с последней буферный стержень с поперечным отверстием, буфер, состоящий из корпуса и размещенных внутри него упругих элементов, охватывающих упомянутый стержень, и фиксатор, выполненный в виде подпружиненных штырей, размещенных в указанном поперечном отверстии стержня, в корпусе буфера имеются канавки под упомянутые штыри, тяговая вилка снабжена плоским упором, стабилизатор поворота тяговой вилки выполнен в виде обоймы, размещенной на буферном стержне с возможностью взаимодействия одним торцом с упругим элементом буфера, а другим - с указанным упором тяговой вилки, причем в обойме, снабженной фланцем для oхватывания торца корпуса буфера, имеются отверстия под штыри фиксатора, где согласно изобретению устройство снабжено направляющим кожухом, состоящим из верхнего и нижнего ловителей, между которыми выполнено освобождение, и крепящимся болтами к тяговой вилке прицепа, лобовым стабилизатором, имеющим торцовую поверхность обоймы с радиальными пазами в форме двухгранных углов, взаимодействующих с шариковыми выступами плоского упора разъемного корпуса, тяговым стержнем тягача, оканчивающимся разъемным кулаком, связанным болтами и содержащим две полуоси, движение которых ограничено стопорными кольцами, гидравлическую запорную систему с двумя электромеханическими замками, каждый из которых снабжен штифтом с гайкой, регулировочным винтом с пружиной, уплотнением, тросиком и шариковым фиксатором, состоящим из подпружиненного шарика и регулировочного винта с уплотнением, и электрический датчик с включенными в него крышки с прокладкой, электрического микропереключателя, стальной мембраны с уплотнением и нажимным роликом, кнопки с уплотнением и пружиной растяжения, шарикового фиксатора с уплотнением; кроме того, тяговая вилка с буферным стержнем связана сферическим шарниром, содержащим разъемный корпус и сцепной шар, закрытый грязезащитным чехлом; шейки полуосей разъемного кулака тягового стержня выполнены коническими.

Сопоставительный анализ с прототипом позволил сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает новизной, так как в отличие от прототипа данная конструкция имеет направляющий кожух, состоящий из верхнего и нижнего ловителей, между которыми выполнено освобождение для вращения тягового стержня, и крепящийся болтами к тяговой вилке прицепа; лобовой стабилизатор, имеющий торцовую поверхность обоймы, поджатой упругим элементом буфера, с радиальными пазами в форме двухгранных углов, взаимодействующих с шариковыми выступами разъемного корпуса, дающий возможность вращаться тяговой вилке на любой необходимый угол независимости ходов (круговое движение) и возвращающий ее при угловых поворотах от изгибающих моментов в исходное положение - соосно с буферным стержнем; тяговый стержень тягача, оканчивающийся разъемным кулаком, связанным болтами и содержащим две полуоси, движение которых ограничено стопорными кольцами, гидравлическую запорную систему с двумя электромеханическими замками, открывающимися независимо от гидравлики и тем самым обеспечивающими высокую надежность сцепления сцепного узла при аварийном сбросе давления между полуосями, а запирающимися в крайних положениях полуосей при сцепе и расцепе автоматически с помощью гидравлики, каждый из которых снабжен штифтом с гайкой, регулировочным винтом с пружиной, уплотнением, тросиком и шариковым фиксатором, состоящим из подпружиненного шарика и регулировочного винта с уплотнением, и электрический датчик, служащий для автоматизации процесса сцепа-расцепа и контроля по световому табло в кабине водителя за работой сцепного устройства, содержащий крышку с прокладкой, электрический микропереключатель, стальную мембрану с уплотнением и нажимным роликом, кнопку с уплотнением и пружиной растяжения, шариковый фиксатор с уплотнением; кроме того, тяговая вилка с буферным стержнем связана сферическим шарниром, за счет которого сцепление и расцепление может производиться на неровных дорогах и на дорогах с уклоном, а также повышается надежность конструкции стыковочного узла при круговом движении тяговой вилки относительно буферного стержня; шейки полуосей разъемного кулака тягового стержня выполнены коническими, с целью создания дополнительных условий для операции входа полуосей в подшипники скольжения щек тяговой вилки при сцепе и окончательного ориентирования тяговой вилки к разъемному кулаку тягового стержня, обеспечивая между ними необходимый промежуток, увеличения срока годности и исключения зазоров в сцепке.

Техническое решение задачи поясняется чертежами:

на фиг. 1 - автоматическое тягово-сцепное устройство;

на фиг. 2 - то же, вид сверху, с повернутой тяговой вилкой;

на фиг. 3 - стыковочный узел;

на фиг. 4 - схема гидропривода в кулаке тягового стержня;

на фиг. 5 - разрез кулака тягового стержня;

на фиг. 6 - разрез А-А по фиг. 5;

на фиг. 7 - сечение Б-Б по фиг. 5;

на фиг. 8 - разрез И-И по фиг. 6;

на фиг. 9 - разрез В-В по фиг. 5;

на фиг. 10 - разрез Д-Д по фиг. 5;

на фиг. 11 - вид Г по фиг. 5;

на фиг. 12 - разрез Е-Е по фиг. 11.

Автоматическое тягово-сцепное устройство содержит тяговый стержень 1 тягача, оканчивающийся разъемным кулаком, направляющий кожух 2, состоящий из верхнего и нижнего ловителей, между которыми выполнено освобождение, и крепящийся болтами к тяговой вилке 3 прицепа, связанной с буферным стержнем 4 сферическим шарниром, содержащим разъемный корпус 5 и сцепной шар 6, закрытый грязезащитным чехлом 7, буфер, имеющий корпус 8, упругие элементы 9 и 10, упругие шайбы 11, охватывающие буферный стержень 4, упорные шайбы 12, лобовой стабилизатор, состоящий из торцовой поверхности 13 обоймы 14, поджатой упругим элементом 9 буфера, с радиальными пазами 15 в форме двухгранных углов, взаимодействующих с шариковыми выступами 16 плоского упора 17 разъемного корпуса 5, и стабилизатор поворота.

Стабилизатор поворота содержит установленные в буферном стержне 4 и подпружиненные пружиной 18 штыри 19 и 20, входящие в канавки 21 и 22, выполненные в корпусе 8 буфера. Упругие элементы 9 и 10 предварительно сжаты. Обойма 14 беззазорно установлена на буферном стержне 4 между упругим элементом 9 буфера и плоским упором 17 разъемного корпуса 5. Обойма 14 имеет пазы 23 и 24 под штыри 19 и 20 стабилизатора поворота, которые установлены в указанных пазах обоймы 14 с боковыми зазорами. Обойма 14 снабжена фланцем 25, охватывающим конец корпуса 8 буфера и образующим карман 26 для смазки.

Разъемный корпус 5 с отверстием в виде усеченного конуса, состоящий из двух полусфер, охватывающих сцепной шар 6 и связанных между собой болтами, крепится к тяговой вилке 3. В щеках тяговой вилки 3 установлены подшипники скольжения 27, напрессовывающиеся на стальную втулку 28 с внутренним конусом.

Разъемный кулак тягового стержня 1, связанный болтами, содержит две полуоси 29, движение которых ограничено стопорными кольцами 30; два электромеханических замка 31 полуосей 29, каждый из которых состоит из штифта 32 с гайкой 33, регулировочного винта 34 с пружиной, уплотнения 35, тросика 36 и шарикового фиксатора 37, состоящего из подпружиненного шарика и регулировочного винта с уплотнением; электрический датчик 38, содержащий крышку 39 с прокладкой, электрический микропереключатель 40, стальную мембрану 41 с уплотнением и нажимным роликом, кнопку 42 с уплотнением и пружиной растяжения, шариковый фиксатор 43 с уплотнением; канал 44 под электрический провод; гидравлическую запорную систему, включающую гидроканалы сцепа 45 и расцепа 46, шариковые гидроканалы 47, гидроканалы 48 электромеханических замков 31 и гидроканал 49 электрического датчика 38, а также гидроканалы 50 штифтов 32.

Предлагаемое автоматическое тягово-сцепное устройство обеспечивает автоматическое сцепление и расцепление соединяемых звеньев, высокую надежность их сцепления и конструкции стыковочного узла, передачу усилий между соединяемыми звеньями без зазоров, смягчение динамических нагрузок, возникающих в сцепке.

Предлагаемая конструкция автоматического тягово-сцепного устройства работает следующим образом. При автоматическом сцепе тягач задним ходом подает к прицепу, разъемный кулак тягового стержня 1 входит в направляющий кожух 2 и, поворачивая тяговую вилку 3 посредством сферического шарнира, упирается в ее цилиндрический сектор. Происходит касание и вход в разъемный кулак тягового стержня 1 кнопки 42 электрического датчика 38. При входе кнопки 42 в разъемный кулак тягового стержня 1 нажимной ролик опускается вниз и через стальную мембрану 41 давит на движок электрического микропереключателя 40, который подает команду на электромагнитный привод электромеханических замков 31 и переключение подсветки на табло в кабине водителя. Кнопка 42 электрического датчика 38 удерживается внутри разъемного кулака тягового стержня 1 для работы в сцепе пружиной растяжения и шариковым фиксатором 43. Электромеханические замки 31, запирающие полуоси 29 в расцепе, через электромагнитный привод и тросик 36 освобождают полуоси 29. Рабочая жидкость по гидроканалам сцепа 45 по команде водителя (или автоматически) нагнетается в полость между полуосями 29. Конические шейки полуосей 29 входят в конические отверстия подшипников скольжения 27 тяговой вилки 3, окончательно ориентируя ее к разъемному кулаку тягового стержня 1, обеспечивая между ними необходимый промежуток. В крайнем положении полуосей 29 у стопорных колец 30 рабочая жидкость из полости между полуосями 29 через гидроканалы 48 электромеханических замков 31 и шариковые гидроканалы 47 давит на шарики шариковых фиксаторов 37, освобождая проходы штифтам 32, и одновременно поступает по гидроканалам 50 штифтов 32 в полости с пружинами штифтов 32 электромеханических замков 31 для уравнивания давления и облегчения работы упомянутых пружин, после чего подпружиненные штифты 32 закрывают полуоси 29 в положение сцепа.

При торможении автопоезда плоский упор 17 разъемного корпуса 5 нажимает на обойму 14. Конец обоймы 14, охватывающий буферный стержень 4 через упорную шайбу 12 и другие элементы, расположенные в корпусе 8 буфера, сжимает упругие элементы 9 и 10. В случае возникновения изгибающего момента на тяговой вилке 3 разъемный корпус 5 поворачивается вокруг сцепного шара 6. При этом плоский упор 17 разъемного корпуса 5 скользит по торцовой поверхности 13 обоймы 14 и отжимает ее в сторону упругого элемента 9 буфера, от усилия которого разъемный корпус 5 и жестко связанная с ним тяговая вилка 3 оказываются еще более поджатыми и стремятся вернуться в исходное положение. При возврате тяговой вилки 3 в это положение она фиксируется торцовой поверхностью 13 обоймы 14 под действием упругого элемента 9. При возникновении необходимости кругового движения лобовой стабилизатор дает возможность вращаться тяговой вилке 3 на любой необходимый угол. На ровной дороге тяговая вилка 3 возвращается в исходное положение под действием тягача и прицепа. Стабилизатор поворота обеспечивает осевое движение обоймы 14 и исключает ее вращение относительно корпуса 8 буфера.

При автоматическом расцепе водитель включает в работу электромагнитный механизм электромеханических замков 31 полуосей 29, который тросиком 36 вытягивает за гайку 33 штифт 32, освобождая полуоси 29. По сигналу на световом табло об отпирании электромеханических замков 31 водитель с пульта управления нагнетает рабочую жидкость по гидроканалам 46 расцепа в полость между стенками кулака тягового стержня 1 и ступенчатыми поверхностями полуосей 29 в положение расцепа. Одновременно из гидроканала 46 расцепа через гидроканал 49 электрического датчика 38 жидкость нагнетается к задней торцовой поверхности кнопки 42 электрического датчика 38 и, преодолевая усилие пружины растяжения кнопки 42, шарикового фиксатора 43 и стальной мембраны 41 с нажимным роликом, кнопка 42 электрического датчика 38 начинает выталкиваться из разъемного кулака тягового стержня 1 и при отходе тягача от прицепа устанавливается до упора о крышку 39 в положение для сцепа. При отклонении от соосности тяговой вилки 3 и буферного стержня 4 положение тяговой вилки 3 корректируется и фиксируется для сцепа торцовой поверхностью 13 обоймы 14, поджатой упругим элементом 9 буфера. В крайнем положении полуосей 29 у стопорных колец 30 рабочая жидкость (как и при сцепе) из полости между полуосями 29 через гидроканалы 48 электромеханических замков 31 и шариковые гидроканалы 47 давит на шарики шариковых фиксаторов 37, освобождая проходы штифтам 32, и одновременно поступает по гидроканалам 50 штифтов 32 в полость с пружинами штифтов 32 электромеханических замков 31 для уравнивания давления и облегчения работы упомянутых пружин, после чего подпружиненные штифты 32 закрывают полуоси 29 в положение расцепа. Автоматическое тягово-сцепное устройство готово к сцепу.

Вход и выход кнопки 42 электрического датчика 38 из разъемного кулака тягового стержня 1, отпирание и запирание полуосей 29, состояние гидравлической системы контролируется водителем по подсветке на табло в кабине.

Предлагаемое автоматическое тягово-сцепное устройство обеспечивает автоматическое сцепление и расцепление соединяемых звеньев, высокую надежность их сцепления и конструкции стыковочного узла, угол горизонтальной гибкости 140^o, угол вертикальной гибкости 30^o и любой необходимый угол независимости ходов (круговое движение), а также - беззазорную передачу усилий между соединяемыми звеньями и смягчение ударных нагрузок, что позволяет уменьшить тормозной путь, снизить расход топлива, повысить производительность транспортного поезда и улучшить условия труда водителя.