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Kupplungsverbindung zwischen einem Zug-fahrzeug und
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einem Anhonafer, vorzugsweise Einachsonhänaer (Innere Priorität vom
19.12.1980 aufgrund der deutschen Patentanmeldung P 30 48 118.6) Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kupplungsverbindung zwischen einem Zug fahrzeug und einem Anhänger,
vorzugsweise einem Einachsanhänger oder einem solchen mit Tandemachse (z.B. Wohnwagen,
landwirtschaftliche Anhänger oder dgl.), bestehend aus einem Om Zugfahrzeug angeordneten
Kugelkopf-Kupplungsteil und aus einem am Anhänger befindlichen, mit einer Kalotte
versehenen Kupplungsgehäuseteil.
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Bei derartigen Fahrzeuggesponnen ist der Anlenkpunkt des Anhängers
am Zugfahrzeug ortsfest gegeben und unveränderlich. Das Kugelkopf-Kupplungsteil
muß dabei ein nicht unbetröchtliches Stück über die Rückseite des Zugfahrzeuges
hinausragen, was das Ein- und Auskuppeln des Anhängers wesentlich erleichtert, aber
Probleme hinsichtlich der Fahreigenschaften des Gespannes herbeifUhrt. Nicht nur
die Sattellast des Anhängers sondern auch die beim Fahren entstehenden dynamischen
Kräfte wirken auf eine Stelle des Zugfahrzeuges ein, Qe sich in betröchtlicher Entfernung
vom Schwerpunkt und weit hinter der Hinterachse des Zugfahrzeuges befindet.
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Obwohl die Fahreigenschaften solcher Gespanne dadurch wesentlich verbessert
worden sind, daß man die Achskonstruktionen der Anhängerachsen verändert, beispielsweise
in Form von Schräglenkerachsen ausgestaltet hat, konnte bisher das Problem des "Schwänzelns"
des Anhängers, insbesondere bei schneller Geradeaus fahrt, in keiner befriedigenden,
erst recht nicht optimalen Weise bewoltigt werden. Ein Uberroschender Lösungsvorschlag
war auch nicht zu erwarten , weil die Entwicklung der letzten
Jahrzehnte
stets von der Anhängung des Anhängers an einem über die Kontur des Zugfahrzeuges
vorstehenden Kupplungspunkt des Zugfahrzeuges ausgegangen ist. Die bei unebener
Fahrbahn und besonders bei höheren Geschwindigkeiten sich oftmals einstellende Schwönzelbewegung
des Anhängers (gemeint ist eine oszillierende Drehbewegung des Anhängers um eine
vertikale Achse) wirkt sich über den einen Kupplungspunkt auf das Zugfahrzeug aus
und setzt dieses in eine Reaktionsbewegung, die zwar durch die vier Räder bzw. zwei
Achsen des Zugfahrzeuges aufgefangen und gedämpft wird aber dennoch ein unsicheres
Fahrverhalten des Gespannes herbeiführt.
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Mit der Erfindung wird die generelle Aufgabe gestellt, den Einfluß
der Schwönzelbewegung des Anhängers auf das Zug fahrzeug wesentlich zu mindern.
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Durch die DE-PS 4 10 289 ist es bekannt, eine Verbindung zwischen
einem Zugwagen und einem zweirädrigen Anhänger so zu gestalten, daß dem Schleudern
des Anhöngewagens entgegengearbeitet werden kann. Die Lösung dieses bekannten Problemes
kann nur auf komplizierte Weise herbeigeführt werden7 indem die Längsträger des
Anhängerrahmens auf einem oberhalb der Hinterachse des Zugfahrzeuges befindlichen
Drehteller sitzen und außerdem der Rahmen des Zugfahrzeuges mit dem Rahmen des Anhänger
fahrzeuges über parallel zueinander angeordnete Lenker mit federndem Ausgleich verbunden
sind. Diese Lenker wirken als Pufferstangen, die beim Ausscheren des Anhangers stabilisierende
Kräfte erzeugen sollen.
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Diese Lösung war konzipiert worden (1924), als es die gegenwärtig
verkehrsüblichen Kupplungsverbindungen zwischen Zugfahrzeug und Einachsanhängern
noch nicht gab. Der wesentliche Mangel des vorbekannten Vorschlages besteht darin,
daß der Anhänger vom Zug fahrzeug nicht abgekuppelt werden kann. Infolgedessen konnte
der vorbekannte Vorschlag
keine Anregung für die Stabilisierung
bzw. Vermeidung der Schwänzelbewegung bei verkehrsüblich ausgebildeten Ges pfannen
vermitteln.
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Demgemäß besteht die spezielle Aufgabe der Erfindung darin, eine Kupplungsverbindung
zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, vorzugsweise Einachsanhänger oder
Anhänger mit Tandemachse verkehrsüblicher Art, zu entwickeln, die ohne wesentliche
Veränderung der Grundkonzeption von Zugfahrzeug und Anhänger den Schwänzeleffekt
wesentlich vermindert. Diese Aufgabe ist neu.
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Ausgehend von der herkömmlichen Kupplungsverbindung -besteht das Wesen
der Erfindung darin, daß der effektive Anlenkpunkt der Kupplungsverbindung mit Hilfe
eines die Gelenkfunktion der üblichen Anhängerkupplung überbrückenden Getriebes
in Richtung zum Schwerpunkt des Zugfahrzeuges verlegt ist.
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Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß eine
Abhängigkeit zwischen der Lage des Kupplungspunktes und deren Entfernung vom Schwerpunkt
des Anhängers besteht, die sich wesentlich auf das Entstehen von Schwänzelbewegungen
des Anhängers auswirkt. Da man den Schwerpunkt des Anhängers nicht beliebig verlagern
kann, strebt die Erfindung eine Verlegung des effektiven Kupplungs- bzw. Anlenkpunktes
der Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger an, ohne das Ankuppeln des Anhängers
unmöglich zu machen.
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Der eigentliche Sinn der Erfindung besteht also darin, den Anhänger
an der gevohnten Stelle des Zugfahrzeuges anzukuppeln, aber diesen Kupplungspunkt
unwirksam zu machen und ihn in Richtung zum Schwerpunkt des Zugfohrzeuges zu verlegen,
was im Sinn der Erfindung durch die Bemerkung "effektiver An-lenkpunkt" zum Ausdruck
gebracht werden soll.
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Dieses Bestreben wird durch getriebetechnische Uberbrückungen verwirklicht,
die in ihrer Art unterschiedlicher Gestaltung sein können.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen,
daß ein am gewünschten effektiven Anlenkpunkt des Zugfahrzeuges schwenkbar gelagerter
Zugarm an seinem über die Kontur des Zugfahrzeuges vorstehenden freien Ende einen
Kugelkopf-Kupplungsteil trägt und die das Kupplungsgehöuse aufweisende An1iönyer«eichsel
mii (lenl ZU(J-arm Uber das Knicken beider Teile hemmende Glieder, beispielsweise
Stützfedern, verbunden ist.
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Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Zugarm mit einem seitlich
angreifenden Stoßdämpfer gelenkig verbunden ist.
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Bei einem anderen, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß der vom üblichen Kugelkopf-Kupplungsteil gebildete totsächliche
Anlenkpunkt durch eine van zwei Lenkern gebildete Viergelenkkette Uberbrückt ist,
deren dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenke einen geringeren Abstand voneinander
aufweisen als die dem Anhönger zugeordneten Gelenke. Hierbei empfiehlt es sich,
wenn die dem Zug führt zeug zugeordneten Gelenke als einzelne Kugelkopf-Kupplungen
ausgebildet sind, deren Gehäuse mit den Lenkern verbunden sind.
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Bei dieser Variante der Erfindung sind also zwei Gelenke (ortsfest)
am Zugfahrzeug und die beiden anderen Gelenke am Anhänger vorgesehen.
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Anstelle einer ortsfesten Zuggabel oder Deichsel sind je ein Gelenk
des Zugfahrzeuges mit dem gegenüberliegenden Gelenk des Anhängers durch einen Lenker
verbunden. Es ergibt sich also eine trapezförmige Viergelenkkette. Zufolge der unterschiedlichen
Abstände der Gelenke des einzelnen Gelenkpoares ergibt sich aus dem Schnittpunkt
dci' duxc(i die
Lenker bzw. deren Gelenke gehenden Achsen ein effektiver
(imaginärer) Kupplungspunkt, der unterhalb der Aufbauten des Zugfahrzeuges möglichst
nahe dessen Schwerpunkt oder Hinterachse liegt. Die vom Anhänger bzw.
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Zugfahrzeug herrührenden Zug- bzw. Druckkräfte greifen am Zugfahrzeug
also an einer Stelle an, die wesentlich günstiger als bei herkömmlichen Gesponnen
gelegen ist. Gleichwohl ist die erfindungsgemäße Kupplungsverbindung jedoch ohne
weiteres wie bei herkömmlichen Gespannen lösbar, weil die Lenker von ihren zugeordneten
Gelenken gelöst werden können.
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Andererseits ist durch die erfindungsgemöße Viergelenkkette die Möglichkeit
gegeben, daß gewisse Eigonbewegungen des Zugfahrzeuges, die normalerweise auf das
Fahrverhalten des Gespannes störend einwirken würden, einen verminderten Einfluß
auf das Fahrverhalten des Anhängers ausüben. Es wäre bei flüchtiger Betrachtung
eigentlich zu erworten, daß dann das erfindungsgemäß ausgebildete Gespann bei Kurvenfahrt
problematisch wäre. Die Praxis hat aber gezeigt, daß durch die erfindungsgemaße
Viergelenkkette keine negativen Einflüsse auf das Verhalten des Gespannes bei Kurven
fahrt ausübt.
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Mehrgelenkige Verbindungen von Zugfahrzeugen und Anhängern sind an
sich bekannt. Sie sind jedoch zur Lösung anderer Aufgaben angewandt worden. Bei
der DE-OS 22 42 886 soll die Mehrgelenkanordnung ein stabiles Fahrverhalten bei
Rückwärtsfahrt erzeugen helfen. Beim DE-GBM 80 05 600 soll durch die Mehrgelenkanordnung
eine Vergrößerung des Ladevolumens der Aufbauten des Anhängerfahrzeuges erreicht
werden.
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Bei keiner vorbekannten Ausführung wird jedoch der effektive Kupplungspunkt
von der bei verkehrsüblichen Ges pfannen befindlichen Lage in eine dem Schwerpunkt
des Zugfahrzeuges angenäherte Lage verlegt, ohne an der Stelle des effektiven Kupplungspunktes
die Notwendigkeit zu besitzen, dort die Kupplungsteile anzuordnen.
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Im Rahmen einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Gelenke des dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenkpaares als einzelne
Kugelkopfkupplungen
ausgebildet sind, die mit den am Anhänger befindlichen Gelenken über Lenker mit
entsprechenden Kupplungsgehäusen verbunden sind. Bei dieser einfachen Ausführungsform
wird gegenüber den herkömmlichen Ges pfannen das Einkuppeln der Lenker an zwei Stellen
(gegenüber der bisher üblichen einen Stelle) erforderlich. Wenn solche Lenker geradlinig
ausgebildet sind und einen spitzen Winkel zueinander bilden, dann ist der Einschlagwinkel
des Zugfahrzeuges gegenüber dem Anhänger noch nicht ausreichend. Um dieses Problem
zu bewältigen, sieht die Erfindung vor, daß die Lenker als nach außen auskragende
Winkelhebel bzw. entsprechend gekrümmte Hebel (Sichelhebel) ausgebildet sind. Hierbei
empfiehlt es sich, daß der von den am Zugfahrzeug befindlichen Gelenken ausgehende
Schenkel des einzelnen Winkelhebels länger als der Abstand dieser Gelenke voneinander
ausgebildet ist.
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Mit einer solchen Konzeption ist es mühelos möglich, den gegebenen
Vorschriften über die notwendigen Einschlagwinkel zu entsprechen und die Kupplungsverbindung
so auszugestalten, daß sie selbst unter strengen Auflagen verkehrstüchtig ist.
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Zufolge der erfindungsgemäßen Auflösung des vorbekannten einen Kupplungspunktes
in vier Gelenke muß natürlich sichergestellt werden, daß Zug fahrzeug und Anhänger
widerstandslos die üblichen Relativbewegungen zueinander ausführen können. Es müssen
also die Freiheitsgrade für Kurvenfahrten, Berg- und Talfahrten, sowie Verwindungen
um die Längsachse des Gespannes gegeben sein. Die für die Kurvenfahrt und Berg-
und Talfahrt erforderlichen Freiheitsgrade sind schon dadurch erreicht, daß die
Gelenke wenigstens eines Gelenkpaares als Kugelkopfgelenke ausgebildet sind. Um
den Freiheitsgrad für die Verwindungsföhigkeit um die Längsachse des Gespannes zu
erhalten, sieht die Erfindung vor, daß die dem Anhänger zugeordneten Gelenke in
einem
Gestell vereinigt sind, das entlang der Längsachse des Anhängers
in dessen Rahmen oder Fahrgestell gelagert ist. Diese Lagerung bietet sich darüber
hinaus auch dafür an, die übliche Auflaufbremse anzulenken, wobei es sich empfiehlt,
die bei verkehrsüblichen Ges pfannen im Bereiche des Kupplungsgehäuses längsbewegliche
Zugstange in das mit dem Anhänger verbundene Gestell zu verlegen, so daß dort Relativbewegung
in Längsachsenerichtung und rotierend dazu möglich sind.
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Die dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenke können hingegen ortsfest
mit dem Zugfahrzeug verbunden sein.
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In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, die dem Zugfahrzeug zugeordneten
Gelenke über einen Steg ortsfest mit dem Kugelkopf-Kupplungsteil des Zug fahrzeuges
zu verbinden. Hierbei wird von dem Gedanken ausgegangen, nach üblicher Art ausgerüstete
Gespanne mit der erfindungsgemäßen Anordnung zu verbinden, ohne bauliche Änderungen
am Zug fahrzeug vorzunehmen. Mit Hilfe einer geeigneten Spunnvorrichtung ist es
möglich, die dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenke am Steg, der den Kugelkopf trägt,
zu befestigen und damit eine ortsfeste Lage der Gelenke für das Anschließen der
Lenker zu erreichen.
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Eine besonders vorteilhafte Maßnahme der Erfindung besteht jedoch
darin, daß alle Gelenken einer dem Anhänger zugeordneten Baugruppe vereinigt sind,
die ein übliches Kupplungsgehäuse für das Verbinden der Baugruppe mit einem dem
Zugfahrzeug zugeordneten Kugelkopf-Kupplungsteil und zwei über die Lenker verbundene
Stege aufweist, von denen der dem Zug fahrzeug zugeordnete, die Gelenke aufnehmende
Steg gegenüber dem Zugfahrzeug oder dessen Kupplungsteil in mindestens einem Freiheitsgrod
abgestützt ist und der dem Anhänger zugeordnete, die Gelenke aufnehmende Steg im
Rahmen des Anhängers bzw. dessen Fahrgestelles um eine in Fahrt-
richtung
sich erstreckende Achse schwenkbar und gegebenenfalls axial verschiebbar gelagert
ist. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 13 bis 17.
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Eine solche Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung macht es
möglich, den Anhänger in üblicher Weise am Kugelkopf des Zugfahrzeuges mit einer
einzigen Kugelkopf-Kupplung zu verbinden. Dieses Gelenk nimmt Zug- und Druckkräfte,
wie bei einem normalen Gespann, auf. Die Schwänzelbewegung oder sonstige Relativbewegungen
von Zugfahrzeug und Anhänger werden jedoch über die am Steg des Anhängers befindlichen
vier anderen Gelenke und Lenker übertragen. Damit der erfindungsgemäße Zweck erreicht
wird, ist jedoch der dem Zugfahrzeug zugeordnete Steg gegenüber ortsfesten Bauteilen
des Zugfahrzeuges cbgestützt, so daß Uber diese Abstützungen die erwünschte Verlegung
des effektiven Kupplungspunktes ermöglicht wird. Solche Abstützungen sollen miteinander
zur Wirkung kommen, wenn die Kupplungsverbindung hergestellt wird. Es handelt sich
also um ineinandergleitende, sich gegeneinander abstützende Führungen, welche den
Zweck haben, die beiden, dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenke so wirken zu lassen.
als seien deren Gelenkköpfe ortsfest am Zugfahrzeug angeordnet.
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Mit einer solchen Maßnahme lassen sich vorhandene Anhänger kostengünstig
ausrüsten, ohne daß die Kugelkopfkupplung des Zugfahrzeuges geändert zu werden braucht.
Es ist lediglich erforderlich, dort die entsprechenden AbstUtzelemente anzuschließen.
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Die vorstehend genannten Prinzipien lassen sich konstruktiv auch auf
andere Weise verwirklichen, indem erfindungsgemäß die beiden dem Zugfahrzeug zugeordneten
Gelenke an einem das Ubliche Kugelkopf-Kupplungsgehäuse aufnehmenden Träger angeordnet
sind, der durch mindestens einen Ausleger gelenkig gegenüber dem Zugfahrzeug abgestützt
ist,
wobei die Gelenkachse horizontal und quer zur Gespannlängsachse
durch das Zentrum des Kugelkopfes verläuft. Diese Maßnahme geht von der Grundkonzeption
aus, die Deichsel des Anhöngers in üblicher Weise mit einer Kugelkopfkupplung am
Zug fahrzeug einzuhöngen und dann den die Kupplung enthaltenden Träger gegenüber
dem Zug fahrzeug so abzustützen, daß eine gelenkige Beweglichkeit entlang der durch
die Kugel gehenden horizontalen Achse gewahrt bleibt.
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Zur Ausbildung dieser gelenkigen Abstützung bieten sich zahlreiche
Möglichkeiten an, beispielsweise dadurch, daß das Auslegergelenk durch das Lager
eines Hebels gebildet ist, der an einer Anhängeöse des Zugfahrzeuges festgespannt
ist. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Auslegergelenk an einem ortsfest mit dem
Zugfahrzeug bzw. dessen Rahmen verbundenen Ansatz angeordnet und von einer Kugelkopfkupplung
gebildet ist. Solche und andere Maßnahmen setzen allerdings bautechnische Maßnahmen
am Zugfahrzeug voraus.
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Man kann aber eine erfindungsgemäBe Kupplungsverbindung auch so ausbilden,
daß am Zugfahrzeug keine bau technischen Veränderungen vorzunehmen sind. In diesem
Falle empfiehlt es sich beispielsweise, den einzelnen Ausleger im Träger um die
Gelenkachse drehbar zu lagern, die durch den Kugelkopf horizontal verläuft, und
den Ausleger mit Spannelementen zu verbinden, die sich am Zugfahrzeug ortsfest abstützen.
Solche Spannelemente können beispielsweise um vertikale Achsen schwenkbar gelagerte
Spannhebel sein, die sich mit ihrem freien Ende an der Stoßstange des Zug fahrzeuges
oder deren Befestigungsele menten abstützen und über eine Arretierung gegenüber
dem Ausleger blockiert sind. Dabei wird es sich empfehlen, den Spannhebel mittels
eines weichen Polsters an der Außenseite der Stoßstange angreifen zu lassen. jie
Arretierung des Spannhebels kann beispielsweise durch ein ratschenartig ausgestaltetes
Gelenk entlang der
vertikalen Achse gebildet sein. Man kann aber
auch den Ausleger oder/und den Spannhebel mit einer Spindel versehen, deren Spindelteller
sich mittels eines weichen Polsters an der Stoßstange des Zugfahrzeuges abstützt.
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In jedem Falle ist dafür Sorge getragen, daß der Träger keine um die
Fahrzeugldngsachse verlaufende Drehbewegung ausführen, aber die Nickbewegung um
die horizontale Achse nicht verhindern kann.
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Bisher wurde in den Ausführungsbeispielen von nahezu symmetrischen
Gelenkanordnungen, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse, ausgegangen In einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine asymmetrische Anordnung gezeigt, wonach
die Zugstange des Anhängers einen starr mit ihr verbundenen und sich quer zur Längsachse
erstreckenden Ausleger aufweist, welche die beiden anhungerseitigen Gelenke in der
Längsachse und am Ende des Auslegers enthalten, wobei in Verlängerung der Zugstange
ein die Kugelkopfkupplung enthaltender Hauptlenker mit ihr verbunden ist und wobei
ferner am Gelenk des Auslegers ein Hilfslenker angreift, der gelenkig mit einem
zweiten Abstützpunkt des Zugfahrzeuges unter Bildung der Viergelenkkette verbunden
ist.
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Bei dieser Ausführungsform Ubertrdgt der Hauptlenker im wesentlichen
die Stütrkräfte, die sich als Zug- und Druckkräfte äußern.
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Der Hilfslenker überträgt im wesentlichen die Steuerkräfte, die bei
Kurvenfahrten auftreten und ebenfalls den Hilfslenker auf Zug und Druck belasten.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die einzelnen Gelenkteilc
Reibungsdänpfungsglieder aufweisen. Hierbei ist im wesentlichen an die Anlenkung
der Lenker am Anhänger gedacht. Man kann beispiels-
weise die Gelenkbolzen
bzw. Gelenkschrauben gegen konische Dämpfungskörper, z.B. aus Kunststoff, einwirken
lassen, die in entsprechenden konischen Bohrungen des Anhängers bzw. dessen Steges
geführt sind.
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Mit Hilfe solcher Dämpfungskörper wird bereits ein Teil der Energie
vernichtet, die durch eigenständige Bewegung des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug
übertragen werden würde. Auch diese Maßnahmen führen zu einer wesentlichen Verbesserung
des Fahrverhaltens eines Gespannes.
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Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1: eine schematische Draufsicht auf ein Zugfahrzeug
mit Anhänger mit einer herkömmlichen Kupplung als Definitionsgrundlage, Fig. 2:
eine Draufsicht auf ein Zugfahrzeug mit Anhänger mit einem am Zugfahrzeug gelagerten
Zugarm, Fig. 3: eine Draufsicht auf ein Zugfahrzeug mit Anhänger mit einer Viergelenk-Kupplungsverbindung,
Fig. 4: eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Figur 3, bei der die Lenker als
Winkelhebel ausgebildet sind, Fig. 5: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur
3, bei der die Lenker als Sichelhebel ausgebildet sind, Fig. 6: eine Draufsicht
auf eine Anordnung gemäß Figur 3, bei der alle Gelenkpunkte in einem mit dem Anhänger
verbundenen Steg vereinigt sind,
Fig. 7 und 8: Draufsicht und Seitenansicht
einer mit dem Zugfahrzeug verbundenen Abstützvorrichtung Fig. 9 und 10:Draufsicht
und Seitenansicht eines mit dem Anhänger verbundenen, abzustützenden Steges, Fig.
11 bis 14: Draufsichten und Seitenansichten von zwei Ausführungsvarianten, bei denen
ein die Kugelkopfkupplung tragender Träger über einen Ausleger am Zugfahrzeug gelenkig
abgestützt ist, Fig. 15 bis 17: Draufsichten und eine Seitenansicht von zwei Ausführungsvarianten,
bei denen der Ausleger im Träger drehbar gelagert ist und Fig. 18: eine Draufsicht
auf eine asymmetrische Viergelenk-Anordnung mit einem an der Zugstange des Anhängers
befestigten Ausleger.
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In der Figur 1 ist die übliche Anordnung eines Gespannes dargestellt,
wobei mit 1 das Zugfahrzeug mit der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 und mit
4 der Anhänger mit der Anhängerachse 5, die auch eine Tandemachse sein kann, bezeichnet
sind. Die Zuggabel 7 bzw. Deichsel des Anhängers 4 ist mit Hilfe einer Kugelkopf-Kupplung
6 am Zugfahrzeug 1 angehängt. Dieses Gelenk 6 ragt über die Hinterseite des Zugfahrzeuges
1 hinaus, befindet sich also in erheblichem Abstand vom Schwerpunkt des Zugfahrzeuges
1. Eine Schwänzelbewegung um die durch den Schwerpunkt des Anhängers gehende Vertikalachse
25 führt folglich zu einem Drehmoment, das über dos Gelenk 6 auf das Zugfahrzeug
1 einwirkt und dort Reaktionen hervorruft.
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Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 2 ist
der tatsächliche Kupplungspunkt 6 an einem Zugarm 26 freistehend über die Kontur
des Zug fahrzeuges 1-angeordnetf dessen Schwenklager 27 dem Schwerpunkt 29 des Zugfahrzeuges
angenähert ist. Dieser Zugarm 26 ist gegen seitliche Ausweichbewegung mittels eines
Stoßdämpfers 28 abgestUtzt. Außerdem sind zwischen dem Zugarm 26 und der Zuggabel
7 (Deichsel) Federelemente (nicht dargestellt) eingebaut, die eine vorzeitige Einknickung
der Deichsel 7 gegenüber dem Zugarm 26 verhindern sollen. Man kann sich vorstellen,
daß Deichsel 7 und Zugarm 26 parallel zueinander mit Distanz angeordnete Flansche
aufweisen, zwischen denen außerhalb der Längsachse des Gespannes wirkende Druckfedern
angeordnet sind.
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Mit einer solhen Gestaltung wird der effektive Gelenkpunkt von der
herkömmlichen Lage 6 in die Schwenkstellung 27 des Zugarmes 26, also näher dem Schwerpunkt
29 des Zugfahrzeuges 1, gelegt, wodurch die Entstehung der Schwänzelbewegung des
Anhängers 4 gehemmt wird.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 3
ist das Gelenk 6 (vgl. Fig.1) in vier Gelenke 8,9,10,11 aufgelöst, von denen die
Gelenke 8,9 das eine Gelenkpaar und die Gelenke 10,11 das andere Gelenkpaar bilden.
Das Gelenkpaar 8,9 ist über den Steg 20 mit dem Zugfahrzeug 1 verbunden. Das andere
Gelenkpaar 10,11 ist direkt oder über einen Steg am Anhänger 4 angeordnet. Der Abstand
der Gelenke 8 und 9 ist kleiner als der Abstand der Gelenke 10,11.
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Die Gelenke 8,10 sind über einen Lenker 12, die Gelenke 9,11 über
einen Lenker 13 miteinander verbunden. Durch Lenker 12,13 und Gelenke 8 bis 11 wird
eine Viergelenkkette gebildet. Der Schnittpunkt 14 der Verlängerungen der Lenker
12,13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel der effektive Kupplungspunkt. Man erkennt
aus dem Vergleich der Figuren 1 und 3, daß der effektive Kupplungspunkt 14 gemäß
Figur 3 wesentlich näher dem Schwerpunkt 29 des Zugfahrzeuges 1 liegt als beim Beispil
der Figur. 1. Infolgedessen sind die von der Bevegung
des Anhängers
4 herrührenden dynamischen Kräfte vom Zugfahrzeug 1 wesentlich leichter mit der
Anordnung gemäß Figur 3 gegenüber einer herkömmlichen Anordnung gemäß Figur 1 aufzufangen.
Andererseits ergibt sich, daß zufolge der Viergelenkkette 8 bis 13 eine Ausweichmöglichkeit
gegeben ist, durch die das Fahrverhalten des Zugfahrzeuges 1, selbst bei ungünstigen
Bodenverhältnissen und hohen Geschwindigkeiten, nicht ohne weiteres auf den Anhänger
4 übertragen wird, weil durch die gelenkige Ausweichung der Lenker 12,13 ein nicht
unwesentlicher Teil dieser Beeinflussung aufgefangen wird.
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Es ist allerdings festzustellen, daß eine Anordnung nach Figur 3 einen
noch ungenügenden Lenkeinschlag des Zugfahrzeuges 1 gegenüber dem Anhänger 4 aufweist,
insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen Zugfahrzeug 1 und Anhänger 4 so minimal
wie möglich gehalten wird.
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Um diesen erwünschten hohen Lenkeinschlag zu ermöglichen, ist im Beispiel
der Figur 4 vorgesehen, daß die Lenker (12,13 bei Figur 3) als Winkelhebel 15,16
ausgebildet sind, wobei die an den Gelenken 8,9 angeschlossenen Schenkel der Winkelhebel
15,16 größer als die an den Gelenken 10,11 angeschlossenen Schenkel sind. Außerdem
wird die konstruktive Bedingung gesetzt, daß die längeren Schenkel der Winkelhebel
15,16 eine größere Länge als der Abstand zwischen den Gelenken 8,9 besitzen. Auf
diese Weise wird ermöglicht, daß beim Einschlag des Zugfahrzeuges 1 gegenüber dem
Anhänger 4 die Ausweichbewegung der Winkelhebel 15,16 nicht durch die konstruktive
Anordnung der Gelenke 8,9 behindert wird.
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Bei einer solchen Anordnung nach Figur 4 sind die zwischen dem Zugfahrzeug
1 und dem Anhänger 4 erforderlichen Freiheitsgrade im Bezug auf Kurvenfahrt und
Tal- und Bergfahrt gegeben, wenn davon ausgegangen vrd, daß die Gelenke 8 und 9
Kugelgelenke sind. Die Gelenke 10,11 sollten hingegen als rum vertikale Achsen drehbare
Lager ausgebildet
sein, um die Sattellast der Anhängerdeichsel
auf das Zugfahrzeug 1 übertragen zu können.
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Zufolge der Viergelenkkette 8 - 11 ist aber kein Freiheitsgrad gegeben,
um eine Verwindung von Anhänger 4 und Zugfahrzeug 1 um die Längsachse des Gespannes
zu ermöglichen. Aus diesem Grunde ist beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 vorgesehen,
daß der Steg 21 für die Gelenke 10,11 um die Längsachse des Anhängers 4 relativ
verdrehbar ist, was durch die-Schwenkachse 19 symbolisch dargestellt ist. Der Anhänger
4 kann sich also um diese Schwenkachse 19 aufgrund unebener Fahrbahn relativ zum
Zug fahrzeug 1 verdrehen, ohne daß die Gelenke 8 - 11 belastet werden.
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In diesem Zusammenhang sei auf die Anordnung der verkehrs üblichen
Auflaufbremse hingewiesen. Bei der Anordnung nach Figur 1 ist im Bereiche der Kupplung
6 eine in Längsachsenrichtung zur Zuggabel 7 bzw.
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Deichsel relativ bewegliche Zugstange vorgesehen, deren Relativbewegung
zur Bewegung des Anhängers 4 die Wirkung der Au flau fbremse indiziert. Diese Relativbewegung
läßt sich beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 in den Bereich der Schwenkachse 19
verlegen, so daß es ohne weiteres möglich ist, eine dem Anhänger nähergelegene Auflaufbremse
anzuordnen, ohne daß diese durch die Viergelenkkette 8 bis 13 gestört wird.
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Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist vorgesehen, daß anstelle
der Winkelhebel 15,16 gemäß Figur 4 sogenannte Sichelhebel 17,18 vorgesehen werden,
wobei in jedem Falle der Abstand der Gelenke 8,9 zueinander kleiner als derjenige
der Gelenke 10,11 ist. Man sieht daraus, daß die Ausbildung der Lenker 12,13 (vgl.
Figur 3) in mannigfach er Weise variiert werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist schematisch dargestellt, daß
alle vier Gelenke 8 bis 11 in einer gemeinsamen Baugruppe 22 angeordnet sein können,
die mit dem Anhänger 4 verbunden, insbesondere über die Schwenkachse 19 relativ
verdrehbar ist. In ,dieser Baugruppe 22 ist ein Kupplungsgehäuse 23 angeordnet,
das demjenigen der verkehrsüblichen Gespannkupplungen entspricht und mit der Kugelkopfkupplung
6 (vgl. Figur 1) des Ublich ausgerüsteten Zugfahrzeuges 1 verbindbar ist. Damit
aber die Wirkung der Erfindung erzeugbar ist, muß diese Baugruppe 22 erfindungsgemäß
ausgebildet sein. Sie weist einen dem Anhänger 4 zugeordneten Steg 21 sowie einen
dem Zug fahrzeug 1 zugeordnet Steg 30 auf, die miteinander über die Gelenke 8 bis
11 und die Lenker 12,13 verbunden sind, wobei die Gelenke 8 bis 11 als um vertikale
Achsen drehbare Lager ausgebildet sind, um die Sattellast des Anhängers 4 aufzunehmen.
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Der Steg 30 wird über Abstützungen 24 gegenüber dem Zugfahrzeug 1
geführt, so daß nicht die Wirkungen gemäß Fig. 1 sondern diejenigen der Figuren
3 und folgende eintritt, weil ja die Gelenke 8,9 über die Lenker 12,13 und den Steg
21 mit dem Anhänger 4 verbunden sind.
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Diese Abstützungen 24, die in Ausführungsbeispielen in den Figuren
7 bis 10 dargestellt sind, sollen die Wirkungen über die Gelenke 8,10 bzw. 9,11
erzwingen, wie sie generell zu den Figuren 3 und 4 dargestellt worden sind. Auf
diese Weise wird das Ubliche Kupplungsgelenkt 6 überbrückt, welches zwar die Zug-
und Druckbelastungen bei Geradeausfahrt aufnimmt. Horizontales Ausknicken des Anhängers
gegen über dem Zugfahrzeug wird jedoch über die Abstützungen 24 vermieden, so daß
auch in diesem Falle der effektive Kupplungspunkt 14 in Richtung zum Schwerpunkt
(29) des Zugfahrzeuges 1 verlegt ist.
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Eine solche Anordnung gemäß Figur 6 bietet die Möglichkeit, einen
Anhänger 4 mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsverbindung auszu-
rüsten
und diese an ein Zugfahrzeug mit üblicher Kugelkopf-Kupplung anzuschließen, wobei
dort lediglich die Abstützungen 24 zusätzlich anzubringen sind.
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Gemäß Figuren 7 und 8 sind am Kupplungshals 31 einer normalen Kugelkopfkupplung
6 zwei Spannbacken 32,33 mit Schrauben festgeklemmt, die in einen aufrechten Ansatz
35 mit einer die Abstützung 24 bildenden Anschlagfläche übergehen, deren Vertikalebene
den Mittelpunkt der Kupplungsbügel (6) schneidet.
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Der in den Figuren 9 und 10 dargestellte, mit dem Anhänger verbundene
Steg 30 weist eine dem Zugfahrzeug zugekehrte Stirnwand 36 auf, in der Anschlagschrauben
37 einstellbar und feststellbar geführt sind, deren Stirnseiten gegen die Anschlagfläche
der Abstützung 24 wirken.
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An den Gelenken 8,9 sind die nicht dargestellten Lenker (12,13, Fig.
6) angelenkt.
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Die Abstützung 24 bildet sich also automatisch beim Aufsetzen des
Steges 30 mit dem lediglich symbolisch dargestellten Kupplungsgehäuse 23 auf die
Kugel 6. Sie verhindert eine horizontale Relativbewegung des Anhängers und des Zug
fahrzeuges um die durch die Kugel 6 verlaufende Schwenkbewegung. Die effektive Schwenkbewegung
findet vielmehr um den sich aus dem Schnittpunkt der durch die Gelenke 8,10, und
9,11 verlaufenden Geraden ergebenden, dem Schwerpunkt 29 näher liegenden Kupplungspunkt
14 (Fig. 3).
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Es liegt auf der Hand, daß solche Abstützungen 24 auch in konstruktiv
anderer Weise ausgeführt werden können. Wesentlich ist, daß diese Abstützungen 24
eine sogenannte Nickbewegung des Zugfahrzeuges gegenüber dem Anhänger in einer durch
die Kugel 6 gehenden Vertikalebene zulassen sollen, weshalb beim Ausführungsbeispiel
die Anschlagschrauben 37-in der durch die Kugelmitte 6 verlaufenden Horizontalebene
wirken.
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Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 11 und 12 ist ein Träger 38 vorgesehen,
der eine übliche Kugelkopf-Kupplung 6 trägt, mit welcher der Träger 38 am Kugelteil
des Zugfahrzeuges engekuppelt werden kann.
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Dieser Träger 38 weist außerdem die dem Zugfahrzeug zugekehrten'Gelenke
8, 9 auf. Die Hebel 17, 18 können im Sinne der Ausführungsbeispiele der Figuren
4 - 6 gestaltet sein.
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Dieser Träger 38 besitzt nun einen seitlich vorkragenden und mit ihm
ortsfest verbundenen Ausleger 39, an dessen freiem Ende sich ein Gelenk 42 befindet,
dessen Gelenkachse 40 sich horizontal und quer zur Gespannlängsachse 41 erstreckt
sowie durch das Zentrum der Kugel 6 verläuft. Das Gelenk 42 wird außerdem durch
das Auge eines Hebels 43 gebildet, der mit einer verkehrsüblicherweise am Zugfahrzeug
befestigten Anhängeäse 44 verbunden ist. Zu diesem Zweck ist im Beispiel der Figur
12 vorgeschlagen, beidseits der Anhängeöse 44 elastische Einlagen 45 vorzusehen
und die Anhängeöse 44 von einem Gabelschenkel 46 umgreifen zu lassen, so daß eine
geeignete Vorschraubung 47 angebracht werden kann. Diese hat den Sinn, den Hebel
43 so zu halten, daß der Ausleger 39 zwar um die Achse 40 eine Bewegung des Trägers
38 zuläßt, nicht aber eine Schwenkbewegung um die Gespannlängsachse 41.
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Eine ähnliche Konstruktion ergibt sich aus den Figuren 13 und 14,
wonach der Ausleger 39 des Trägers 38 ein Gelenk 42 zwischen einem ortsfest am Rahmen
49 des Zugfahrzeuges angeordneten Ansatz 48 bildet.
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Dieses Gelenk 42 ist beispielsweise durch eine Gabel 50 des Auslegers
39, durch ein Auge 51 des starren Ansatzes 48 und durch einen Lagerzapfen 52 gebildet,
wobei wiederum die Längsachse des Lagerzapfons 52 durch das Zentrum der Kugelkopfkupplung
6 verläuft.
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Beim Beispiel der Fig. 14 wird das Gelenk 42 durch eine besondere
Kugelkopfkupplung
53 gebildet, deren Gehäuseteil am Ausleger 39 befestigt ist, und zwar zusammen mit
dem Betätigungshebel, und deren Kugel Bestandteil des starren Ansatzes 48 ist.
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Dic vorerwähnten Ausführungsvarianten der Figuren 11 - 14 setzen voraus,
daß am Zugfahrzeug Bauteile vorhanden sind, an denen der Ausleger 39 abgestützt
werden kann. Um aber die erfindungsgemäße Kupplungsverbindung universeller und unabhängig
von der einzelnen Bauform des Zugfahrzeuges zu machen, ist in den Figuren 16 - 18
davon ausgegangen, daß der einzelne Ausleger 39 um die Gelenkachse 40, die horizontal
durch die Kugel 6 verläuft, schwenkbar am Träger 38 gelagert ist. An den beiden
Enden des Auslegers 39 sind Spannhebel 56 schwenkbar gelagert, und zwar um vertikale
Achsen 55. Im Beispiel der Figur 16 weist jeder einzelne Spannhebel 56 eine Spindel
61 auf, die sich mit einem stark gepolsterten Spindelteller 62 an der rückwärtigen
Stoßstange 58 des Zugfahrzeuges abstützt. Da die Kugel der Kugelkoptkupplung 6 regelmäßig
tiefer als die Stoßstange 58 liegt, ergibt sich eine schräge An-ordnung des Auslegers
39 oder/und des Spannhebels 56. Die vertikale Schwenkachse 55 ist dazu da, den Spindelteller
22 in geeigneter Weise an die Stoßstange 58 anschwenken zu lassen. Wird aber die
Spindel 61 betätigt, dann sollte das Gelenk 55 arretiert sein.
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In Fig. 15 ergibt sich eine Variante, wonach mit dem Träger 38 zwei
Ausleger 39 um die horizontale Achse 40 drehbar gelagert sind. Am Ende der Ausleger
39 befindet sich wiederum das Gelenk mit der vertikalen Achse 55, das einen Spannhebel
56 trägt. Mit 59 ist schematisch eine Arretierung dargestellt, welche beispielsweise
als Zahn-oder Reibscheibe ausgebildet sein kann und ratschenähnlich oder klemmend
wirkt. Wesentlich ist auch hier, daß der Spannhebel 56 in die zur Stoßstange 58
günstigste Stellung gebracht werden kann, wobei
am freien Ende
57 des Spannhebels 56 wiederum ein Teller 62 mit einem weichen Polster 60 vorgesehen
sind, die ebenfalls schwenkbar am Spannhebel 56 gelagert sein können.
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Wichtig ist bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen lediglich der
Umstand, daß die Spannhebel 56 und Ausleger 39 den Träger 38 in der Waage halten
und ihm nur eine Drehbewegung um die horizontale Achse 40 erlauben.
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In Fig. 18 ist schließlich eine asymmetrische Gelenkanordnung gezeigt.
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Danach weist die Zugstange 63 des Anhängers, die in einem Zuggabelgehäuse
68 in üblicher Weise längsverschiebbar gelagert ist, einen Ausleger 64 auf, der
sich einseitig aus der Gespannlängsachse 41 wegerstreckt und starr mit der Zugstange
63 verbunden ist. Das Zuggabelgehäuse 68 ist in üblicher Weise mit Deichselholmen
69 versehen. Am vorderen Ende der Zugstange 63 befindet sich das eine Gelenk 11,
an das sich ein Hauptlenker 65 anschließt, der die Kugelkopfkupplung 6 trägt und
mit der normalen Anhängerkupplung des Zugfahrzeuges das Gelenk 9 bildet. In der
Geradeausfahrt-Stellung erstreckt sich der Hauptlenker 65 in der Fahrzeuglängsachse
41. Am freien Ende des Auslegers 64 ist das Gelenk 10 vorgesehen, von dem ein Hilfslenker
66 ausgeht, das mit einem Abstützelement 67 und einem entsprechenden Gegenteil eines
ortsfesten Ansatzes 48 des Zugfahrzeuges das vierte Gelenk 8 bildet. Das Abstützelement
67 kann wiederum als Kugelkopf-Kupplung ausgebildet sein.
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Auch diese Anordnung gem. Fig. 18 stellt eine vollkommene Lösung der
erfindungsgemäßen Aufgabe dar, die darüber hinaus den Vorteil der besonderen Einfachheit
besitzt. Die Zug- und Druckkräfte bei Brems-und Beschleunigungs-Vorgängen werden
fast ausschließlich während der Gerade fahrt durch den Hauptlenker 65 aufgenommen,
wohingegen der
Hilfslenker 66 im wesentlichen zusätlich belastet
wird, wenn Steuerkräfte übertragen werden müssen, nämlich bei Kurvenfahrt.
Stückliste
v 1 Zugfahrzeug 2 Vorderachse 3 Hinterachse 4 Anhänger 5 Anhängerachse 6 Kugelkopf-Kupplung
7 Zuggabel 8 Gelenk ) 9 Gelenk 3 Gelenkpaar 10 Gelenk ) Gelenkpaar 11 Gelenk 3 Gelenkpaar
12 Lenker 13 Lenker 14 effektiver Kupplungspunkt 15 Winkelhebel 16 Winkelhebel 17
Sichelhebel 18 Sichelhebel 19 Schwenkachse 20 Steg 21 Steg 22 Baugruppe 23 Kupplungsgehäuse
24 Abstützung 25 Vertikalachse 26 Zugarm 27 Schwenklager 28 Stoßdämpfer 29 Schwerpunkt
Zugfahrzeug 30 Steg 31 Kupplungshals 32 Spannbacke 33 Spannbacke 34 Schraube 35
Ansatz 36 Stirnwand 37 Anschlagschraube 38 Träger 39 Ausleger 40 Gelenkachse 41
Gespannlängsachse 42 Gelenk 43 Hebel 44 Anhängeöse 45 elastische Einlage 46 Gabelschenkel
47 Verschraubung 48 Ansatz 49 Rahmen 50 Gabel 51 Auge 52 Lagerzapfen 53 Kugelkopfkupplung
54 Spannelomcnt 55 vertikale Achse 56 Spannhebel 57 freies Ende 58 Stoßstange 59
Arretierung 60 Polster 61 Spindel 62 Spindelteller 63 Zugstange 64 Ausleger 65 Hauptlenker
66 Hilfslenker
67 Abstützelement 68 Zuggabelgehäuse 69 Deichselholme
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