Тягово-сцепное устройство

 

Изобретение относится к тягово-сцепным устройствам транспортных средств. Тягово-сцепное устройство содержит разъемно-сцепной механизм захвата и удержания сцепной петли, стержень которого с упругим элементом установлен в корпусе, закрепленном на буксирной поперечине рамы. Стержень выполнен с двумя буртами, размещенными в корпусе, состоящем из внутреннего и наружного стаканов, имеющих в днище отверстие под стержень. Внутренний стакан выполнен разъемным с горловиной, охватывающей стержень, и его внутренняя поверхность выполнена цилиндрической с диаметром, равным диаметру буртов стержня, а наружная - конической с сужением к днищу стакана, при этом внутренняя поверхность наружного стакана выполнена со ступенькой под днище внутреннего стакана и ее верхняя часть эквидистантна конической части поверхности внутреннего стакана, а нижняя часть выполнена цилиндрической. Боковые поверхности буртов и внутренние поверхности стаканов, обращенные друг к другу, выполнены наклонными и образуют полости, в которых размещены упругие перфорированные элементы, причем бурты стержня имеют в сечении трапециевидную форму, а поверхности буртов и стаканов, обращенные друг к другу, попарно параллельны. Технический результат - повышение упругих характеристик буфера в широком диапазоне знакопеременных величин, снижение усадки упругих элементов, исключение люфта, снижение динамических нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к тягово-сцепным устройствам транспортных средств.

Известна конструкция тягово-сцепного устройства типа шкворень-петля, содержащего V-образный ловитель, который закреплен на задней поперечине с помощью упругого фланца и корончатой гайки, и резиновые буферы по обе стороны задней поперечины рамы (Автомобиль КАМАЗ типа 6х4. Руководство по эксплуатации, М., Машиностроение, 1988 г., стр. 112).

Недостатком известного технического решения является жесткость буфера. При сравнительно низких нагрузках буфер полностью деформируется и начинает работать как жесткий элемент, это приводит к ударным нагрузкам на элементы рамы и крюка, что не удовлетворяет эксплуатационным требованиям.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является тягово-сцепное устройство типа крюк-петля, содержащее разъемно-сцепной механизм захвата и удержания сцепной петли дышла прицепа со стержнем, размещенным в цилиндрическом корпусе, закрепленном на буксирной поперечине рамы, резиновый упругий элемент, расположенный внутри цилиндрического корпуса между двумя опорными фланцами, (см. Автомобиль КАМАЗ типа 6х4. Руководство по эксплуатации. М., Машиностроение, 1988, стр. 111).

Недостатком известного технического решения является большая усадка упругого элемента, возникающая из-за того, что отношение диаметра упругого элемента к его длине менее 1,0 и из-за того, что упругий элемент работает на сжатие последовательно в противоположных направлениях. Вследствие этого возникает люфт, который приводит к ударным нагрузкам на поперечину, раму и на сцепной механизм.

Поджатие гайки со шплинтом полностью не устраняет люфт и в то же время приводит к увеличению жесткости упругих элементов. Этот недостаток устраняется только путем замены упругого элемента.

Была поставлена задача повысить упругие характеристики буфера в широком диапазоне знакопеременных величин, а также снизить усадку упругих элементов, исключить люфт, и как следствие этого, снизить динамические нагрузки на поперечину, раму и разъемно-сцепной механизм захвата и удержания сцепной петли.

Поставленная задача решается за счет того, что в тягово-сцепном устройстве, содержащем разъемно-сцепной механизм захвата и удержания сцепной петли, стержень которого с упругим элементом установлен в корпусе, закрепленном на буксирной поперечине рамы, стержень выполнен с двумя буртами, размещенными в корпусе, состоящем из внутреннего и наружного стаканов, имеющих в днище отверстие под стержень, внутренний стакан выполнен разъемным с горловиной, охватывающей стержень, и его внутренняя поверхность выполнена цилиндрической с диаметром, равным диаметру буртов стержня, а наружная - конической с сужением к днищу стакана, при этом внутренняя поверхность наружного стакана выполнена со ступенькой под днище внутреннего стакана и его верхняя часть эквидистантна конической поверхности внутреннего стакана, а нижняя часть выполнена цилиндрической, кроме того, боковые поверхности буртов и внутренние поверхности стаканов, обращенные друг к другу, выполнены наклонными и образуют полости, в которых размещены упругие перфорированные элементы, при этом бурты стержня в сечении имеют трапециевидную форму, а наклонные поверхности буртов и стаканов, обращенных друг к другу, попарно параллельны.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", предъявляемому к изобретению, так как существенные отличительные признаки заявляемого технического решения не обнаружены в известных технических решениях в области науки и техники.

Анализ соответствия заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень" позволяет сделать следующие выводы: наличие в заявляемом техническом решении отличительных признаков известно по отдельности из различных источников науки и техники, однако не найдено техническое решение, с заявляемой совокупностью отличительных признаков, решающих поставленную задачу - снижение усадки упругих элементов, исключение люфта, повышение упругой характеристики буфера в широком диапазоне знакопеременных нагрузок.

Заявляемое техническое решение разрешило казалось бы неразрешимое противоречие: необходимо повысить упругие характеристики буфера без значительного увеличения объема упругих элементов. Это противоречие разрешено за счет того, что упругие элементы размещены в полостях корпуса, образованных наклонными внутренними поверхностями стаканов и боковыми поверхностями буртов. При тяговых усилиях (набор скорости) работают упругие элементы, расположенные слева от бурта. При торможении - упругие элементы, расположенные справа от бурта. Снижение усадки, люфта и повышение упругой характеристики буфера достигается также за счет предварительного поджатия к наклонным поверхностям внутреннего и наружного стаканов и параллельным им боковым поверхностям буртов упругих элементов, размещенных между ними.

Таким образом, заявляемое техническое решение является неочевидным для квалифицированных специалистов в данной области и соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено тягово-сцепное устройство в продольном разрезе по раме; на фиг. 2 - сравнительная диаграмма упругих характеристик заявляемого устройства и прототипа.

Тягово-сцепное устройство содержит буксирный крюк, или беззазорное сцепное устройство 1, стержень 2 которого, выполнен с буртами 3, и размещен в корпусе. Корпус состоит из внутреннего стакана 4 и наружного стакана 5, имеющих в днищах отверстия под стержень 2.

Внутренний стакан 4 выполнен разъемным с горловиной 6, охватывающей стержень 2. Наружная поверхность горловины 6 выполнена конической. Внутренняя поверхность стакана 4 выполнена цилиндрической с диаметром, равным диаметру бурта 3, а наружная поверхность - конической с сужением к днищу стакана.

Внутренняя поверхность наружного стакана 5 выполнена со ступенькой, на которой размещено днище внутреннего стакана 4. Верхняя часть внутренней поверхности стакана 5 эквидистантна наружной поверхности стакана 4, а нижняя часть - цилиндрическая с диаметром, равным диаметру бурта 3. Кроме того, днище стакана 5 имеет выступ, на котором установлена крышка 7 буфера.

Внутренние поверхности стаканов 4 и 5 и боковые поверхности буртов 3, обращенные друг к другу, выполнены наклонными к оси стержня и образуют полости, в которых размещены упругие перфорированные элементы 8 в количестве четырех штук. При этом поверхности стаканов и буртов, обращенные друг к другу, попарно параллельны.

Корпус посредством конической поверхности горловины 6 установлен в отверстие поперечины рамы 9 и закреплен в нем болтовым соединением. На наружной поверхности корпуса в его средней части выполнены бобышки 10 для дополнительного крепления корпуса к поперечине рамы 9 болтовым соединением.

Для обеспечения легкого перемещения в корпусе стержень 2 оснащен втулками 11.

Устройство работает следующим образом: транспортное средство с прицепом при трогании с места передает тяговое усилие на стержень 2, бурты 3 которого, прижимая упругие элементы 8 попарно к наклонным поверхностям днищ стаканов 4 и 5, деформируют их, в результате чего тяговая нагрузка передается без ударов.

При торможении инерционные усилия прицепа передаются в противоположном направлении, также исключая ударные нагрузки на транспортное средство и прицеп.

Заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом позволило повысить упругие характеристики буфера, снизить усадку упругих элементов и исключить люфт. Сравнительная диаграмма упругих характеристик показана на фиг. 2, где кривая "а" отображает зависимость линейных размеров упругого элемента от усилия сжатия - прототипа, "б" - заявляемого технического решения.

На горизонтальной оси показаны абсолютные деформации упругих элементов, а на вертикальной оси - усилия, воздействующие на упругие элементы, где: L"а" - величина деформации упругого элемента прототипа до L"б" - величина деформации упругого элемента заявляемого технического решения до пробоя; Fпр"а" - величина усилия пробоя (динамическая нагрузка), возникающая у упругого элемента прототипа; Fпр"б" - величина усилия пробоя (динамическая нагрузка), возникающая у упругого элемента заявляемого технического решения; Fр"а" - интервал рабочих нагрузок прототипа; Fр"б" - интервал рабочих нагрузок заявляемого технического решения; Fп"б" - усилие предварительного поджатия упругих элементов заявляемого технического решения, обеспечивающее исключение люфта.

Анализ сравнительной диаграммы упругих характеристик прототипа и заявляемого технического решения позволяет сделать следующие выводы: - у заявляемого устройства возрастает диапазон рабочих безударных нагрузок;
- у заявляемого устройства повышается диапазон динамических нагрузок до возможности возникновения пробоя упругих элементов.

Заявляемое техническое решение возможно реализовать на стандартном оборудовании с использованием современных технологий.

Формула изобретения

1. Тягово-сцепное устройство, содержащее разъемно-сцепной механизм захвата и удержания сцепной петли, стержень которого с упругим элементом установлен в корпусе, закрепленном на буксирной поперечине рамы, отличающееся тем, что стержень выполнен с двумя буртами, размещенными в корпусе, состоящем из внутреннего и наружного стаканов, имеющих в днище отверстие под стержень, внутренний стакан выполнен разъемным с горловиной, охватывающей стержень, и его внутренняя поверхность выполнена цилиндрической с диаметром, равным диаметру буртов стержня, а наружная - конической с сужением к днищу стакана, при этом внутренняя поверхность наружного стакана выполнена со ступенькой под днище внутреннего стакана и ее верхняя часть эквидистантна конической поверхности внутреннего стакана, а нижняя часть выполнена цилиндрической, кроме того, боковые поверхности буртов и внутренние поверхности стаканов, обращенные друг к другу, выполнены наклонными и образуют полости, в которых размещены упругие перфорированные элементы.

2. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что бурты стержня в сечении имеют трапециевидную форму.

3. Тягово-сцепное устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что поверхности буртов и стаканов, обращенные друг к другу, попарно параллельны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2