BR112016021733B1

BR112016021733B1 - Sistema de controle de segurança do acoplador de quinta-roda

Info

Publication number: BR112016021733B1
Application number: BR112016021733-0A
Authority: BR
Inventors: Ahmad Nizam Mohamad Jembari; Gerald W. Hungerink; Brian E. Ainsworth
Original assignee: Saf-Holland, Inc
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2022-11-01
Also published as: AU2015236334A1; EP3122618A4; JP6644703B2; JP2017515718A; US20170174275A1; RU2673583C2; KR20160135823A; MX2016012383A; CN106132816A; AU2015236334B2; WO2015148438A1; BR112016021733A2; EP3122618B1; EP3122618A1; RU2016141389A3; CA2942352C; US9975588B2; CN106132816B; RU2016141389A; CA2942352A1

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE SEGURANÇA DO ACOPLADOR DE QUINTA-RODA Sistema de controle de disposição de engate de reboque que inclui um sensor de reboque para captar a posição de um reboque em relação a uma montagem de engate de reboque, um sensor de trava para captar a posição de um mecanismo de travamento, uma válvula de controle em comunicação fluida com uma montagem de freio de um reboque, e operável entre as posições aberta e fechada, em que a montagem de freio é engatada e desengatada, respectivamente, e em que a montagem de freio é positivamente impulsionada em direção à posição engatada, e um controlador acoplado ao sensor de reboque, sendo que o sensor de trava e a válvula de controle para determinar se a montagem de engate de reboque está apropriadamente acoplada ao engate e para gerar um sinal de controle para a válvula de controle, a fim de atuar a válvula de controle da posição aberta para a posição fechada, quando a montagem de engate de reboque estiver inapropriadamente acoplada ao engate, de modo que a montagem de freio permaneça na posição engatada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema de controle de segurança de acoplador de quinta-roda e, em particular, a um sistema para controlar um sistema de acoplamento de um engate de reboque de quinta-roda, e para fornecer ou retransmitir informações de situação referentes à situação de acoplamento do engate a um operador de veículo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[002] Um aspecto da presente invenção é fornecer um sistema de controle de disposição de engate de reboque para monitorar uma montagem de engate de reboque e que tem um receptor de engate para receber um engate de um reboque e um mecanismo de travamento para travar o engate dentro do receptor de engate, sendo que o sistema determina se o engate está apropriadamente acoplado à montagem de engate de reboque, sendo que o sistema compreende um sensor de reboque para captar a posição do reboque, em relação à montagem de engate de reboque, e um sensor de trava para captar a posição do mecanismo de travamento. O sistema compreende adicionalmente uma válvula de controle em comunicação fluida com uma montagem de freio do reboque, sendo que a válvula de controle é operável entre uma posição fechada, em que a montagem de freio está em uma posição engatada, e uma posição aberta, em que um fluido pressurizado é suprido à montagem de freio e a montagem de freio está em uma posição desengatada, e em que a montagem de freio é positivamente enviesada a partir da posição desengatada, em direção à posição engatada. O sistema compreende adicionalmente um controlador acoplado ao sensor de reboque, ao sensor de trava e à válvula de controle, para determinar se a montagem de engate de reboque está apropriadamente acoplada ao engate e para gerar um sinal de controle para a válvula de controle, a fim de atuar a válvula de controle da posição aberta para a posição fechada, quando a montagem de engate de reboque estiver inapropriadamente acoplada ao engate, de modo que a montagem de freio permaneça na posição engatada.

[003] Os objetivos principais da presente invenção são fornecer um sistema de controle de disposição de engate de reboque que impeça que um operador mova um veículo rebocado, a menos que uma situação de acoplamento apropriada seja atingida, exigindo-se que os freios do veículo rebocado permaneçam travados, até que uma situação de acoplamento satisfatória seja atingida. A presente invenção resulta em um custo operacional geral reduzido, reduzindo-se ou eliminando-se o dano aos veículos rebocados, aos veículos rebocadores e aos produtos localizados dentro dos veículos rebocados, causado por acidentes referentes à falha ou ao acoplamento inadequado entre os veículos rebocados e os rebocadores, fornecendo informações de retorno importantes ao operador de veículo e é particularmente bem adaptada ao uso proposto.

[004] Esses e outros recursos, vantagens e objetivos da presente invenção serão adicionalmente compreendidos e observados por aqueles versados na técnica, a título de referência ao relatório descritivo, às reivindicações e aos desenhos anexos a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] A Figura 1 é uma vista lateral de uma combinação de caminhão-reboque, em que a combinação está em um estado acoplado;

[006] A Figura 2 é uma vista em elevação da combinação de caminhão-reboque da Figura 1, em que a combinação está em um estado desacoplado;

[007] A Figura 3 é uma vista inferior de uma montagem de engate de quinta-roda;

[008] A Figura 4 é uma vista em elevação da montagem de engate da Figura 3;

[009] A Figura 5 é uma vista lateral em corte transversal parcial da montagem de engate, conforme mostrado na Figura 3; e

[010] A Figura 6 é uma vista esquemática de um sistema de controle de segurança de acoplador de quinta-roda que incorpora a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[011] Para os propósitos de descrição no presente documento, os termos “superior”, “inferior”, “direita”, “esquerda”, “traseiro”, “frontal”, “vertical”, “horizontal” e os derivados dos mesmos devem se referir à invenção, conforme orientado nas Figuras 1 e 3. Entretanto, deve-se compreender que a invenção pode assumir várias sequências de etapas e orientações alternativas, exceto quando expressamente especificado ao contrário. Além disso, deve-se compreender que os processos e os dispositivos específicos ilustrados nos desenhos anexos e descritos no relatório descritivo a seguir são modalidades exemplificativas dos conceitos inventivos definidos nas reivindicações anexas. Portanto, as dimensões específicas e outras características físicas referentes às modalidades descritas no presente documento não devem ser consideradas como limitantes, a menos que as reivindicações declarem expressamente de outro modo.

[012] O número de referência 10 (Figuras 1 e 2), em geral, designa uma combinação de caminhão-reboque, em que um caminhão 12 representa um veículo rebocador e um reboque 14 representa um veículo rebocado. O caminhão 12 inclui uma montagem de engate de reboque, em geral, representada por uma montagem de engate de quinta-roda 16, enquanto o reboque 14 inclui um engate, em geral, representado por um pino-rei 18. A montagem de engate de quinta-roda 16 inclui uma base 20 seguramente montada em um membro de armação 22 do caminhão 12, uma placa de engate 24 de quinta-roda montada de modo giratório na base 20, em um eixo geométrico transversal, e um mecanismo de travamento 26 para travar o pino-rei 18 no local. O sistema de controle de segurança de acoplador de quinta- roda preferencialmente inclui uma pluralidade de sensores montados na montagem de engate de quinta-roda 16 e uma interface visual, ou um dispositivo indicador de situação, em geral, representada por um painel de exibição 28 montado no interior de uma cabine 30 do caminhão 12, por onde os sensores são acoplados ao dispositivo indicador de situação, por um cabo 32. Preferencialmente, os sensores montados na montagem de engate 16 incluem um sensor de pino-rei 34 e um sensor de trava 36. Alternativamente, um sensor de proximidade de reboque, tal como um sensor de movimento de placa de reboque 38, também pode ser utilizado. No exemplo ilustrado, os sensores 34, 36, 38 incluem sensores indutivos sem contato, entretanto, outros sensores adequados conhecidos na técnica também podem ser utilizados. Embora o sensor de movimento de placa de engate 38 seja descrito doravante como um sensor de movimento de placa de engate, o sensor de movimento 38 poderia ser montado em outros locais, enquanto o sensor 38 ainda detecta a proximidade do reboque 14 à montagem de engate 16.

[013] A Figura 3 ilustra uma vista inferior de uma placa de engate de quinta-roda exemplificativa 24, em que o sensor de movimento de placa de engate 38 é montado em um flange 40 da placa de engate 24, de modo que a extremidade de captação do sensor 38 esteja voltada para fora, em uma direção perpendicular aos pinos de pivô 42 (Figura 4) da placa de engate 24. A Figura 4 ilustra a placa de engate 24 de lado, em combinação com a base 20, em uma posição horizontal acoplada A e em uma posição em repouso desacoplada B (em linhas tracejadas). Montando-se uma placa de metal 44 no chassi 22, em uma posição próxima, onde a extremidade de captação do sensor 38 é disposta quando a placa de engate 24 está na posição de repouso B, o sensor de movimento de placa de engate 38 detecta a presença da placa 44 como uma base para determinar que a placa de engate está em uma posição de repouso inclinada. Quando o caminhão 12 é apoiado sob o reboque 14, é feito contato entre a placa de engate inclinada e uma porção do reboque 14. Esse contato faz com que a placa de engate 24 gire em uma posição acoplada. Quando o sensor 38 detecta subsequentemente a ausência da placa 44, pode-se concluir que a placa de engate 24 foi movida de sua posição em repouso e que o reboque 14 está próximo à montagem de engate 16. Observa-se que o sensor 38 também pode ser montado de modo a detectar metal, quando a placa de engate 24 estiver na posição acoplada horizontal.

[014] O sensor de pino-rei 34 é montado na placa de engate 24 com a extremidade de captação da mesma próxima ao estrangulamento 46 formado na placa de engate 24, no qual o pino-rei de reboque 18 é posicionado e travado. A Figura 5 ilustra uma vista lateral de cima para baixo, em corte transversal parcial, que ilustra o local do pino-rei 18, quando apropriadamente disposto dentro do estrangulamento 46. Conforme construído, o sensor de pino-rei 34 emite um sinal de detecção, quando o flange inferior de metal do pino-rei 18 é disposto no estrangulamento 46.

[015] A montagem de engate da quinta-roda 16 inclui adicionalmente o mecanismo de travamento 26, que é impulsionado por molas de compressão para travar automaticamente e prender o pino-rei de reboque 18, no momento em que o mesmo entrar no estrangulamento 46. No exemplo ilustrado na Figura 3, o sensor de trava 36 é montado na placa de engate 24, de modo que a extremidade de captação do mesmo é posicionada próxima a uma posição na qual uma placa de metal 48 do mecanismo de travamento 26 está, quando em uma posição travada. Dessa maneira, o sensor de trava 36 detecta a presença da placa 48 como uma base para detectar que o mecanismo de travamento 26 está em uma posição presa e travada. Embora um mecanismo de travamento particular seja ilustrado na Figura 3, será observado, por aqueles versados na técnica, que a presente invenção pode ser usada junto com qualquer tipo de mecanismo de travamento e que o sensor de trava 36 pode ser posicionado de modo a captar a posição relativa de outros componentes do mecanismo de travamento ilustrado 26, tal como garras de travamento 50, e o membro, ou membros, de came que atua os mesmos. Além disso, deve-se observar que a presente invenção pode ser aplicada às montagens de engate que têm outras construções e não se limita a uma montagem de engate de quinta-roda e aos locais de montagem exemplificados pela mesma.

[016] Conforme esquematicamente representado na Figura 6, o sistema de controle de segurança de acoplador de quinta-roda da presente invenção inclui uma montagem de chicote de sensor de quinta-roda 52 que inclui o sensor de pino-rei 34 e o sensor de trava 36. Embora não ilustrado no exemplo imediato, a montagem de chicote de sensor 52 também pode incluir o sensor de movimento de placa de fixação 38. Adicionalmente, o sistema de controle pode utilizar controles e matrizes de sensor para monitorar e controlar os componentes associados, de uma maneira conforme revelado em Hungerink et al., Patente N° U.S. 5.861.802, e Schutt et al., Patente N° U.S. 6.452.485, sendo que as revelações das mesmas são, cada uma, incorporadas no presente documento a título de referência, em sua totalidade. A montagem de chicote de sensor 52 é acoplada a um controlador ou módulo de controle 54 por meio do cabo 32. O controlador 54 determina se a montagem de engate de quinta-roda 16 está apropriadamente acoplada ao pino-rei 18 através de leituras dos sensores 34, 36. O controlador 54 é operavelmente acoplado por meio de um cabo 56 a uma válvula de controle, em geral, representada por uma válvula solenoide 58. A válvula de controle 58 está em comunicação fluida com uma montagem de freio de emergência ou de estacionamento 60 (Figuras 1 e 6) do reboque 14. A válvula de controle 58 é operável entre uma posição fechada, em que a montagem de freio 60 está em uma posição engatada e impede que o reboque 14 se mova, e em uma posição aberta, em que um fluido pressurizado, tal como ar, é suprido à montagem de freio 60, e a montagem de freio 60 está em uma posição desengatada, permitindo, desse modo, que o reboque 14 se mova livremente. A montagem de freio 60 é positivamente impulsionada, a partir da posição desengatada em direção à posição engatada, na maneira bem conhecida na técnica. Embora descrito no presente documento, em relação a uma montagem de freio de emergência ou de estacionamento, o sistema de controle da presente invenção também pode ser empregado dentro de sistemas de frenagem de configurações variantes.

[017] Em operação, um operador posiciona o caminhão 12, em relação ao reboque 14, de modo que o pino-rei 18 seja recebido dentro do estrangulamento 46 da placa de engate 24. O pino-rei 18 é, então, travado dentro do estrangulamento 46 da placa de engate 24, pelo mecanismo de travamento 26, sendo que o sensor de pino-rei 34 capta se o pino-rei 18 está apropriadamente situado dentro do estrangulamento 24 e sendo que o sensor de trava 36 capta se o mecanismo de travamento 26 travou apropriadamente o pino-rei 18 dentro do estrangulamento 46. O operador, então, sai da cabine 30 e conecta linhas de suprimento de ar ou de comunicação fluida entre o caminhão 12 e o reboque 14, permitindo potencialmente o desengate da montagem de freio 60. O operador retorna à cabine 30 e pode, então, tentar desengatar a montagem de freio 60 atuando-se uma montagem de válvula controlada por operador 61, em comunicação fluida entre uma fonte de fluido pressurizado 62, tipicamente associada ao caminhão 12, e a válvula de controle 58. Concomitantemente, os sinais são enviados do sensor de pino-rei 34 e do sensor de trava 36 ao controlador 54, por meio do cabo 32. O controlador deve determinar que um acoplamento inapropriado entre a montagem de engate de quinta-roda 16 e o pino-rei 18 ocorreu, um sinal de controle é gerado pelo controlador 54 e comunicado à válvula de controle 58, para mover a válvula de controle 58 da posição aberta para a posição fechada, impedindo, desse modo, que o fluido pressurizado se mova da fonte de fluido pressurizado 62 para a montagem de freio 60 do reboque 14, de modo que a montagem de freio 60 permaneça na posição engatada e impeça que o reboque 14 seja movido. Se o controlador 54 determinar que um acoplamento apropriado entre a montagem de engate 16 e o pino-rei 18 tenha sido alcançado, o controlador 54 não gera um sinal de controle para a válvula de controle 58 e a válvula de controle 58 permanece aberta e, como um resultado, a montagem de freio 60 do reboque 14 permanece na posição desengatada, permitindo, desse modo, que o reboque 14 se mova.

[018] O sistema pode alternativamente incluir um componente de interface 27 adaptado para comunicar a situação de acoplamento do engate 18 à montagem de engate 16 ao operador. No exemplo ilustrado, o componente de interface 27 inclui a interface visual ou o painel de exibição 28 para fornecer o retorno visual da situação da matriz de captação ao operador de veículo. Especificamente, o monitor 28 pode ser configurado para fornecer um retorno visual, tal como um sinal "verde” para indicar ao operador que um acoplamento apropriado entre a montagem de engate 16 e o pino-rei 18 foi alcançado e que a montagem de freio 60 do reboque 14 foi desengatada; um sinal “vermelho“ para indicar que um acoplamento apropriado entre a montagem de engate 16 e o pino-rei 18 não foi alcançado e que a montagem de freio 60 do reboque 14 permanece na posição engatada; e um sinal “amarelo“ para indicar que o sistema geral está em uma condição pronta para acoplar e que o operador pode tentar acoplar o caminhão 12 ao reboque 14. Certamente, os sinais com código de cor podem ser substituídos por texto, outros indicadores visuais e/ou sinais de áudio.

[019] Em uma modalidade adicional alternativa, o sistema pode incluir uma entrada de sobreposição manual 64 operavelmente acoplada ao controlador 54, por meio de um cabo 66, em que a entrada de sobreposição 64 permite que o operador sobreponha o sinal de controle, fazendo com que a válvula de controle 58 permaneça na posição fechada. Esse sinal de sobreposição pode ser exigido a fim de superar uma matriz de sensor de falha, que faz com que a montagem de freio 60 do reboque 14 permaneça em uma posição engatada, mesmo quando um acoplamento apropriado entre a montagem de engate 16 e o pino-rei 18 tiver sido alcançada. Embora a entrada de sobreposição 64 seja ilustrada na Figura 6, como sendo localizada dentro da cabine 30 do caminhão 12, observa-se que a entrada de sobreposição 64 pode ser localizada em uma posição fora da cabine 30, exigindo, desse modo, que o operador saia da cabine 30 e promova uma inspeção visual da situação de acoplamento entre a montagem de engate 16 e o pino-rei 18, antes de sobrepor a condição de freio engatada.

[020] Na descrição precedente, será prontamente observado por aqueles versados na técnica que as modificações podem ser feitas à invenção sem se afastar dos conceitos, conforme revelados no presente documento. Tais modificações devem ser consideradas como incluídas nas reivindicações a seguir, a menos que essas reivindicações declarem, pela linguagem da mesma, expressamente de outro modo.

Claims

1. Sistema de controle de disposição de engate de reboque para monitorar uma montagem de engate de reboque (16) que tem um receptor de engate (24) para receber um engate (18) de um reboque (14) e um mecanismo de travamento (26) para travar o engate (18) dentro do receptor de engate (24), o sistema determinando se o engate (18) está apropriadamente acoplado à montagem de engate de reboque (16), o sistema compreendendo: um sensor de engate (34) para captar a posição do engate (18) em relação à montagem de engate de reboque (16); um sensor de trava (36) para captar a posição do mecanismo de travamento; o sistema adicionalmente caracterizado por: uma válvula de controle (58) em comunicação fluida com uma montagem de freio (60) do reboque (14), a válvula de controle (58) sendo operável entre uma posição fechada, em que a montagem de freio (60) está em uma posição engatada, e uma posição aberta, em que um fluido pressurizado é suprido à montagem de freio (60), e a montagem de freio (60) está em uma posição desengatada, e em que a montagem de freio (60) é positivamente impelida da posição desengatada em direção à posição engatada; e um controlador (24) acoplado ao sensor de engate (34), ao sensor de trava (36) e à válvula de controle (58) para determinar se a montagem de engate de reboque (16) está apropriadamente acoplada ao engate (18) e para gerar um sinal de controle para a válvula de controle, para atuar a válvula de controle (58) da posição aberta para a posição fechada, quando a montagem de engate de reboque (16) estiver inapropriadamente acoplada ao engate (18), de modo que a montagem de freio (60) permaneça na posição engatada.

2. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o receptor de engate (24) inclui uma placa de engate de quinta-roda (24) que tem um estrangulamento (46), o engate (18) inclui um pino-rei (18) e em que o sensor de engate (34) é adaptado para captar a posição do pino-rei (18) em relação ao estrangulamento (48) da placa de engate de quinta-roda (24).

3. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sensor de trava (36) é adaptado para captar a posição de pelo menos um dentre um membro de travamento (50) e um came operavelmente acoplado ao membro de travamento (50).

4. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente: um componente de interface (27) acoplado ao controlador (54) adaptado para comunicar uma situação de acoplamento do engate (18) à montagem de engate (16) a um operador.

5. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o componente de interface (27) compreende uma interface visual adaptada para exibir a situação de acoplamento para o operador.

6. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a interface visual compreende um painel de exibição (28).

7. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente: uma entrada de sobreposição manual (64) acoplada ao controlador (54) e adaptada para permitir que o operador atue a válvula de controle (58) da posição fechada para a posição aberta, independentemente da situação de acoplamento exibida ao operador.

8. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o componente de interface (27) está localizado no interior de uma cabine (30) de um veículo rebocador, e em que a entrada de sobreposição manual está localizada em um lado externo da cabine (30).

9. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle (58) compreende uma válvula solenoide.

10. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a montagem de freio (60) compreende uma montagem de freio de estacionamento.

11. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de trava (36) é adaptado para captar a posição de pelo menos um dentre um membro de travamento (50) e um came operavelmente acoplado ao membro de travamento (50).

12. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente: um componente de interface (27) acoplado ao controlador (54) adaptado para comunicar uma situação de acoplamento do engate (18) à montagem de engate (16) a um operador.

13. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o componente de interface (27) compreende uma interface visual adaptada para exibir a situação de acoplamento para o operador.

14. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a interface visual compreende um painel de exibição (28).

15. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma entrada de sobreposição manual (64) acoplada ao controlador (54) e adaptada para permitir que o operador atue a válvula de controle (58) da posição fechada para a posição aberta.

16. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle (58) compreende uma válvula solenoide.

17. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma entrada de sobreposição manual (64) acoplada ao controlador (54) e adaptada para permitir que o operador atue a válvula de controle (58) da posição fechada para a posição aberta, independentemente da situação de acoplamento exibida ao operador.

18. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de um componente de interface (27) ser acoplado ao controlador (54) adaptado para comunicar uma situação de acoplamento do engate (18) ao operador da montagem de engate, em que o componente de interface (27) está localizado no interior de uma cabine (30) de um veículo rebocador, e em que a entrada de sobreposição manual (64) está localizada em um lado externo da cabine (30).

19. Sistema de controle de disposição de engate de reboque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de freio (60) compreende uma montagem de freio de estacionamento.