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Fahrzeuganhänger
Die an das treibende Fahrzeug mittels einer Verbindungsstange angelenkten Anhänger machen eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges dadurch unmöglich, dass sie, von der Verbindungsstange geschoben, schräg von der Richtung der Rückwärtsbewegung abweichen und sich schliesslich querstellen, was zum Umkippen des Anhängers, um seine zur Bewegungsrichtung ebenfalls quer zu stehen gekommenen Räder führen kann, die auf dem Boden nur mehr quer zur Radebene schleifen, jedoch nicht mehr abrollen können und schon hiebei, samt dem Anhängerfahrgestell, gewaltsamen Überbeanspruchungen ausgesetzt werden.
Der Grund für das seitliche Ausschwenken ist darin gelegen, dass ein geschobener Körper nach jener Seitenrichtung schwenkt, von der aus der grössere Widerstand auf ihn einwirkt. Stösst also ein Anhängerrad auf der Fahrbahn auf einen auch nur unwesentlich grösseren Widerstand als das auf der anderen Seite befindliche, so bildet die vom Fahrzeug ausgeübte Schubkraft in bezug auf den Bodenabstützpunkt des zuerst genannten Rades ein
Drehmoment, welches die besagte Seitwärts- drehung des Anhängers bedingt.
Ähnliche Unzu- kömmlichkeiten ergeben sich auch bei plötzlichem
Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bei
Talfahrten und überhaupt in allen Fällen, in denen auf den an das Fahrzeug angelenkten An- hänger eine Schubkraft einwirkt, die, auf ihre
Richtung bezogen, hinter dem Schwerpunkt des
Anhängers an leerem angreift, da hiedurch labile Kräftesysteme auftreten, die ein Abweichen der Längsachse des geschobenen Körpers von der
Richtung der Schubkraft bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeuganhänger zu schaffen, an dem die durch das treibende Fahrzeug ausgeübten Schub- kräfte, in bezug auf ihre Richtung betrachtet, immer vor dem Anhängerschwerpunkt angreifen, gleichgültig in welcher Richtung sie auftreten und wirksam werden mögen. Hiedurch wird ein mit einer stabilen Aufhängung vergleichbares Kräfte- spiel erhalten, demzufolge die im Schwerpunkt des Anhängers konzentrierte Masse desselben stets gezogen wird, mag die von den zwischen dem treibenden Fahrzeug und dem Anhänger be- findlichen Verbindungsteilen übertragene Kraft auch gegen den Anhänger gerichtet sein und sich somit als Druckkraft darstellen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Anhänger mit dem treibenden Fahrzeug über eine hohlzylindrische bzw.
Teile eines Hohlzylinders bildende Abwälzbahn und einen in diese mit geringem Spiel eingefügten, zylindrische Gegenflächen aufweisenden Wälzkörper in Verbindung steht, wobei die lotrechte Projektion des Schwerpunktes des Anhängers innerhalb des Umfanges des die Abwälzbahn bildenden Hohlzylinders zu liegen kommt, so dass, bei verschiedener gegenseitiger Anlage des Wälzkörpers an die Abwälzbahn und dementsprechend in verschiedener Richtung erfolgender Übertragung der Antriebskraft, der Anhänger vom Fahrzeug stets gezogen wird.
In dur Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 den Anhänger im Aufrissschnitt gemäss Linie 1-1 der Fig. 2, die einen zugehörigen Grundriss wiedergibt. Fig. 3 dient der Erläuterung der der Wirkungsweise zugrunde liegenden geometrischen Verhältnisse.
Mit 1 ist der einachsige Anhänger bezeichnet, der mit dem treibender. Fahrzeug 2 über die hohlzylindrische Abwälzbahn 3 und dem in diese mit geringem Spiel x ein. ; fugten Wàlzkörper 4 in Verbindung steht. Dieser weist die Gestalt eines flachen Zylinders auf, dessen Mantelfläche 5 die mit der Abwälzbahn 3 zusammenwirkende Gegen- fläche abgibt. Wälzkörper 4 und Abwälzbahn 3 sind also gegenseitig sowohl verdrehbar als auch um das axiale Spiel x gegeneinander verschiebbar, u. zw. letzteres senkrecht zur jeweiligen, zu den erzeugenden der hohlzylindrischen Abwälz- bahn 3 und der zylindrischen Gegenfläche 5 parallel verlaufenden Drehachse.
Entsprechend dem Ausmass des Spieles x s'nd die Achse ? der
Zylinderflächen 3 und 5, bei an die Abwälzbahn anliegendem Wälkörpcr, um einen Abstand e voneinander distanziert, der gleich ist dem halben
Ausmass des Spieles ic. Die hohlzylindrische Ab- wälzbahn 3 ist an einer an der Unterseite des An- hängerkastens l'angeordneten Manschette 11 vorgesehen, u. zw. derart, dass die lotrechte Pro- jektion des Schwerpunktes S des Anhängers inner- halb des sie bildenden Hohlzylinders fällt.
Hie- durch können vom treibenden Fahrzeug 2 aus über den Wälzkörper 4 auf die Abwälzbahn. ? und damit auf den Anhängerkasten 1', gleichgültig in welcher Richtung, nur Kräfte übertragen werden, die den Anhänger ziehen, da der jeweilige
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Berührungspunkt zwischen Wälzkörper 4 und Ab- wälzbahn J, in Richtung der vom Wälzkörper auf die Abwälzbahn hiebei ausgeübten Druckkraft, immer vor dem Schwerpunkt S bzw. dessen lotrechter Projektion liegt, so dass der Schwerpunkt durch die an der Abwälzbahn angreifende Kraft stets nachgezogen wird.
Der Wälzkörper 4 ist an einer mit dem treibenden Fahrzeug 2 über eine horizontale Schwenkachse 6 verbundenen Führungsplatte 7 angeordnet, die zusätzlich um eine senkrecht zur Schwenkachse 6 stehende, in der Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende Drehachse 8 verstellbar ist, die am Fahrzeug 2 drehbeweglich, jedoch axial unverschiebbar lagert.
Der Anhängerkasten l'ruht auf der Radachse 12 des Anhängers auf, u. zw. über eine Querfeder 12', die durch entsprechend bemessene Ausnehmungen
14 und 13 des Wälzkörpers 4 und der Führungs- platte 7 hindurchragt. Bei der gezeichneten Aus- führungsform wird daher die Führungsplatte 7 durch den Anhängerkasten l'getragen, u. zw. mittels einer am Anhängerkasten befestigten ring- förmigen Führungskante 15, in welche eine mit der Führungsplatte 7 verbundene ringförmige
Gegenkante 15'drehbar und senkrecht zur Dreh- achse um das Spiel x verschiebbar eingreift.
Zwischen Führungskante 15 und Gegenkante 15' ist eine Kugellagerung 9 mit entsprechendem
Kugelkäfig 10 vorgesehen. Es sind aber im Rahmen des Erfindungsgegenstandes auch verschiedene
Ausführungen denkbar, bei denen der Anhänger- kasten l'auf der gegenüber der Radachse 12 abgefederten Führungsplatte 7, etwa nach Art eines Drehschemels, aufruht. Um durch das Spiel x bedingte Stösse zu dämpfen, können die Oberfläche der Abwälzbahn 3 bzw. die Oberfläche des mit dieser zusammenwirkenden Wälzkörpers 4 mit elastischem Material, wie Gummi od. dgl., belegt sein.
Nennenswerte Stossbeanspruchungen werden aber kaum auftreten, da das Spiel x möglichst klein (etwa 1 mm) zu halten ist bei möglichst grossem Durchmesser des Wälzkörpers (etwa 1 m). An Stelle durchlaufender Zylinder-bzw.
Hohlzylinderflächen können, unter Bedachtnahme auf den verhältnismässig geringen seitlichen Ausschlagwinkel des Anhängers, auch blosse Zylinder- flächensegmente verwendet werden.
Sind die Vorderräder 2'des treibenden Fahrzeuges 2 entsprechend den in Fig. 3 mit starken Linien eingetragenen Stellungen ausgeschwenkt, so bewegt sich das Fahrzeug um das links gelegene Momentanzentrum M]. Der Wälzkörper der
Führungsplatte 7 des Anhängers 1 liegt in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung an die Wälzbahn 3 an, da auch der Wälzkörper einen Kreisbogen um das Momentanzentrum Afi beschreibt und somit den Anhänger in Richtung des Pfeiles V mitnimmt. Der Pfeil V stellt dabei die Tangente
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dar.
Eewegt sich nun das in der eingetragenen Stellung stehengebliebene Fahrzeug bei gleichem Vorderradeinschlag in der entgegengesetzten Richtung, so wird sich der Wälzkörper 4 von seinem bisherigen Berührungspunkt mit der Abwälzbahn 3 abheben und nach einer geringfügigen, dem Spiel x entsprechenden Drehbewegung um das Momentanzentrum Mi an die Abwälzbahn 3 an einer annähernd diametral liegenden Stelle zum Anliegen kommen. Der Anhänger wird daher bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges 2 im Sinne des Pfeiles R gezogen und sich auch bei dieser Fahrtrichtung so einstellen, dass seine Radachse 12 mit dem aus dem Momentanzentrum gezogenen Radius rA, zusammenfällt.
Der Wechsel in der Lage des Berührungspunktes zwischen Wälzkörper 4 und Abwälzbahn 3 wird sich in der Regel bereits beim Abbremsen durch die Massenwirkung des Anhängers vollziehen. Im Falle irgendeiner Verstellung der Lenkung während der Fahrt erfolgt eine Abwälzung des Wälzkörpers 4 auf der Abwälzbahn 3 und damit eine entsprechende Verlagerung des gegenseitigen Berührungspunktes dieser Teile, wobei die Anhängerachse 12 stets jene Stellung einnimmt, in der sie den geringsten Fahrwider- stand abgibt, also nach Art der in Fig. 3 dar- gestellten Anhängerlage nach dem Momentan- zentrum M 2 weist.
Ausgehend von der in Fig. 3 in starken Linien eingetragenen Stellung der Fahrzeug-Vorder- räder d'und der eingezeichneten Anhänger stellung seien nunmehr die Verhältnisse unter- sucht, die sich bei Verdrehung der Vorderräder 2' am Stand, also bei nicht bewegtem Fahrzeug 2 und nachherige Anfahren, ergeben. Die Vorder- räder seien dabei in die in Fig. 3 stnchliert eingetragene Stellung verschwenkt, was einem rechts liegenden Momentanzentrum Mr des
Fahrzeuges entspricht. Es bewege sich nunmehr das treibende Fahrzeug 2 nach rückwärts. Der
Wälzkörper 4 beschreibt dabei einen Kreisbogen mit dem Radius r Ar und kommt somit in Richtung des Pfeiles R'an die Abwälzbahn 3 des Anhägers 1 zu liegen.
Die Folge davon ist, dass die auf den Anhänger ausgeübte Kraft den Schwer- punkt S desselben nach sich zieht, wobei sich die Radachse 12 des Anhängers in jene, mit dem
Radius rAr zusammenfallende Richtung einstellt, in der die Räder den geringsten Fahrwiderstand leisten und in der die beidseitig durch den Fahr- widerstand auf die Räder ausgeübten Dreh- momente sich das Gleichgewicht halten. Das- selbe gilt natürlich auch für eine nach Verdrehung der Räder erfolgende Vorwärtsfahrt des treibenden Fahrzeuges, in welchem Falle der Wälzkörper 4 an die Abwälzbahn 3 In einer der Pfeilrichtung R' annähernd entgegengesetzten Richtung zum Anliegen kommt.
Gleichgültig in welchem Sinne eine Lenkverstellung des vor-oder rückwärtsfahrenden Fahrzeuges erfolgt, wird die Anhängerachse 12 immer in eine solche Lage übergeführt, dass sie nach dem durch die Radstellung des treibenden Fahrzeuges bestimmten Momentanzentrum weist.
Der Lenker ist damit bei sämtlichen Fahrt richtungen jeder Sorge bezüglich des Anhängers
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enthoben. Der erfindungsgemässe Anhänger kann auch vor das treibende Fahrzeug gesetzt werden, in welchem Falle sein Schwerpunkt ebenfalls stets gezogen wird.
Zufolge der Schwenkachse 6 kann sich die Führungsplatte 7 des Anhängers bei Unebenheiten der Fahrbahn gegenüber dem treibenden Fahrzeug verstellen. Die Anordnung der Drehachse 8 ermöglicht den Ausgleich seitlicher Unebenheiten, ohne dass hiebei die Federung ' überbeansprucht oder, durch die ansonsten stattfindende Verwindung der Führungsplatte 7 gegenüber dem Anhängerkasten 1', zwischen Abwälzbahn und Wälzkörper schädliche Klemmkräfte auftreten könnten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fahrzeuganhänger, dadurch gekennzeichnet,
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in diese mit geringem Spiel (x) eingefügten, zylindrische Gegenflächen (5) aufweisenden Wälzkörper (4) in Verbindung steht, wobei die lotrechte Projektion des Schwerpunktes (S) des Anhängers (1) innerhalb des Umfanges des die Abwälzbahn (3) bildenden Hohlzylinders zu liegen kommt, so dass, bei verschiedener gegenseitiger Anlage des Wälzkörpers (4) an die Abwälzbahn (3) und dementsprechend in verschiedener Richtung erfolgender Übertragung der Antriebskraft, der Anhänger (1) vom Fahrzeug (2) stets gezogen wird.