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Sattelschleppe rkupplung
Die Erfindung betrifft Sattelschlepperkupplungen mit einer am Anhänger befestigten oberen Sattel- platte, die mit einer unteren Sattelplatte kuppelbar ist.
Beim Kuppeln eines Anhängers und einer Zugmaschine miteinander sind die Teile einer herkömm- lichen Sattelschlepperkupplung Stossbelastungen ausgesetzt. Auch während der Fahrt auf der Strasse werden Stösse zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine durch die verhältnismässig starren Teile der Sattel - schlepperkupplung übertragen. Dies hat einen verhältnismässig raschen Verschleiss der Sattelschlepper- kupplung zur Folge und bedeutet für den Fahrer der Zugmaschine das bekannte holprige und ermüdende
Fahren. Einige herkömmliche Sattelschlepperkupplungen sind mit Gummibuchsen oder-lagerungen ver- schiedener Bauarten ausgerüstet, um einen Teil der Stösse beim Kuppeln und bei der Fahrt auf der Strasse aufzunehmen, jedoch wurde hiedurch das Problem nicht zufriedenstellend gelöst.
Ferner wurden bereits Versuche unternommen, in eine Sattelschlepperkupplung eine Federung ein- zubauen, um die erwähnten Mängel zu mildern ; so ist bereits bekannt, die untere Sattelplatte schwing- fähig auf dem Zugfahrzeug abzustützen. Jedoch sind die bisher bekannten Bauformen im allgemeinen un- befriedigend, da sie entweder hohe Kosten verursachen oder kompliziert sind oder unerwünschte Betriebs- eigenschaften haben. Ausserdem beanspruchen solche Federungen Raum und begrenzen den Winkel, mit welchem die schwenkbare Sattelplatte im entkuppeltenZustand verschwenkt werden kann. Durch die hie- bei entstehende verhältnismässig geringe Schräglage wird die Höhe der Rampe, welche durch die ver- schwenkbare Sattelplatte gebildet wird, verringert und das erneute Ankuppeln kompliziert, da die Sat- telplatten genau senkrecht ausgefluchtet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verhältnismässig einfache und mit geringem Kosten- aufwand herstellbare Sattelschlepperkupplung verfügbar zu machen, die eine verbesserte Federung sowohl zur Aufnahme der Kupplungsstösse als auch der Stösse von der Fahrbahn aufweist, wie eine herkömmliche
Sattelschlepperkupplung arbeitet, wenn die Federung versagt, und welche im ausgekuppelten Zustand einen verhältnismässig grossen Rampenwinkel ergibt.
Die Erfindung geht von einer Sattelschlepperkupplung aus, bei der eine am Anhänger befestigte obere
Sattelplatte mit einer unteren Sattelplatte kuppelbar ist, wobei die letztere schwingfähig auf dem Zug- fahrzeug abgestützt ist. Die Erfindung besteht darin, dass die untere Sattelplatte auf einem Wippenhebel, der auf dem Zugfahrzeug gelagert ist, abgestützt ist. Dabei ist die untere Sattelplatte auf dem einen Ende des Wippenhebels durch ein Verbindungsgelenk, auf dem andern Ende des Wippenhebels unter Zwischen- schaltung einer Feder abgestützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wippenhebel als Zwillingshebel ausgebildet, wodurch eine Vierpunkteauflagerung der Sattelplatte ermöglicht wird, so dass die Last gleichmässig übertragen werden kann, ohne dass bestimmte Teile überbeansprucht werden. Das Konstruktionsprinzip der Erfindung ermöglicht, in einer vorteilhaften Ausführungsform durch das Auslassen der Luft aus der Feder ein noch weiteres Absenken der unteren Sattelplatte, wodurch der Kupplungsvorgang weiter erleichtert wird.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, dass die Sattelschlepperkupplung eine verbesserte Federung sowohl zur Aufnahme der Kupplungsstösse als auch der Stösse von der Fahrbahn her aufweist, dabei wie eine herkömmliche Sattelschlepperkupplung arbeitet und im ausgekuppelten Zustand einen verhältnismässig grossen Rampenwinkel ergibt. Die gleichmässige Lastübertragung verhindert, dass
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bestimmte Teile überbeansprucht werden und damit die Sattelschlepperkupplung einem hohen Verschleiss unterliegt. Die erfindungsgemässe Anordnung zeichnet sich durch einen verhältnismässig einfachen Aufbau aus, so dass eine kostengünstige Herstellung möglich ist.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Zugmaschine i und eines Sattelschlepperanhängers, die durch eine erfindungsgemässe Sattelplatte gekuppelt sind ; Fig. 2 in vergrössertem Massstab eine Ansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei Teile gestrichelt dargestellt sind, um den Aufbau zu zeigen ; Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Sattelplatte im Be- trieb ; Fig. 4 in vergrössertem Massstab eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3 ; Fig. 5 in vergrössertem Massstab eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4 ; Fig. 6 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 4 ;
Fig. 7 in vergrössertem Massstab eine Teilansicht im
Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 2, wobei Teile im Aufriss dargestellt sind, um den Aufbau zu zei- gen ; Fig. 8 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7 ; Fig. 9 eine der Fig. 8 ähnliche An- sicht, welche jedoch eine andere Ausführungsform zeigt ; Fig. 10 in schematischer Darstellung eine Seiten- ansicht einer Sattelplatte mit einemHöhenregelventil und Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht, wel- che jedoch das Lageverhältnis der Teile in entkuppeltem Zustand der Sattelplatte zeigt.
In Fig. 1 ist ein Sattelschlepperanhänger 20 mit einer oberen Sattelplatte 22 dargestellt, der mit einer Zugmaschine 24 mittels einer erfindungsgemässen Sattelschlepperkupplung 26 gekuppelt ist. Die Sattelschlepperkupplung umfasst eine untere Sattelplatte 28 mit rückwärts gerichteten End- rampen 30, welche eine nach vorne konvergierende Verengung 32 begrenzen, die in einer Muffe 34 zur Aufnahme eines Königszapfens 36 endet, welcher von der oberen Sattelplatte 22 nach unten ab- steht. Der Königszapfen wird in der Muffe 34 durch Sicherungsbacken 38 lösbar gehalten, welche bei 40 an der Unterseite der Platte 28 schwenkbar gelagert sind.
Die Backen 38 sind ihrerseits lösbar in ihrer Lage durch einen Sicherungsbügel 42 gesichert, der, gesehen in Fig. 2, nach rechts durch eine Aufwärtsbewegung einer Gleitplatte 46 zurückgezogen werden kann, die einen Kurvenschlitz 48 aufweist, mit dem eineKurvenfolgerolle 50 am Bügel 42 in Eingriff steht. Die Platte 46 ist durch einen Handgriff 53 in der Weise betätigbar, dass, wenn der Handgriff nach aussen verschoben wird, der
Bügel 42 wieder vorbewegt wird, um die Backen 38 in ihrer Einspannstellung zu sichern. Soweit ist die Sattelschlepperkupplung von herkömmlicher Art.
Zwei seitlich voneinander in Abstand befindliche, sich in Längsrichtung erstreckeIldeHebel 54 sind an der Unterseite der Sattelplatte 28 schwenkbar gelagert und dienen zur Lastübertragung zwischen der
Platte 28 und dem Rahmen der Zugmaschine 24. Jeder Hebel ist mit einem gegabelten vorderen End- teil 56 ausgebildet, der eine hohle Gelenkachse 58 trägt, die in eine von der Unterseite der Platte
28 nach unten abstehende Halterung 60 durch eine Kappe 62 und Verschraubungen 64 (Fig. 3) eingespannt ist. Zwischen der Achse 58 und der durch die Halterung 60 und die Kappe 62 ge- bildeten Einspannung ist eine Torsionsgummibuchse 66 angeordnet.
Jeder Hebel 54 weist einen freien hinteren Endteil 68 mit einer oberen verbreiterten Fläche 70 auf, die als Plattform dient, an der eine Endplatte 72 einer Luftschlauchfeder 74 durch Schrauben
76 (Fig. 7) verankert ist. Die entgegengesetzte Endplatte 78 des Luftschlauches ist an der Unterseite der Sattelplatte 28 durch Schrauben 80 befestigt.
Bei der in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform weist jeder Hebel 54 einen Hohlraum auf, welcher eine Luftkammer 82 bildet, die mit dem Inneren des Schlauches 74 durch eine Öffnung 84 in Verbindung steht, wobei für die Luftzufuhr zur Kammer eine Leitung 86 vorgesehen ist.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform weisen die Hebel 54 keine Luftkammern auf. Druck- luft wird dem Innern des Schlauches 74 unmittelbar durch ein Rohrverbindungsstück 88 zugeführt, welches die Öffnung 84 und die Druckluftleitung 86 miteinander verbindet.
. Ein Zwischenteil jedes Hebels 54 ist durch Blöcke 90 schwenkbar gelagert, die durch einen
Querrahmen 92 unterstützt sind, welcher am AIÙ1ängerrahmen 24 verankert ist. Für diesen Zweck ist jeder Hebel 54 mit einem Gelenk versehen, das ein seitliches Rohr 94 aufweist, welches auf einem Achszapfen 96 mittels eines Gleitlagers 98 drehbar gelagert ist. Der Achszapfen 96 bildet das andere Element des Gelenkes und ist in Öffnungen 100 in den Blöcken 90 mit Hilfe von Bolzen
102 eingespannt, welche durch Ansätze 104 am oberen Ende der Blöcke 90 geführt sind, um die Öffnungen 100 um den Achszapfen 96 (Fig. 3 und 4) festspannen zu können.
Das eine Ende 106 jedes Achszapfens 96 ragt über seinen äusseren Block 90 hinaus und endet in einem Flansch 108, welcher mit dem benachbarten Block 90 zusammenwirkt, um einen Gummiring bzw. Puffer 110 zu halten. Von jeder Seite der Sattelplatte 28 steht ein u-förmiger Bügel 112 nach unten ab, dessen unterer Stegteil 114 den Puffer 110 umgibt. Der Stegteil 114 kann sich
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innerhalb des Raumes 116 zwischen dem Flansch 108 und dem äusseren Lagerblock 90 senkrecht bewegen. Die Bügel 112 begrenzen die Schwingbewegung der Hebel 54 und der Sattelplatte 28 voneinander weg unter der Wirkung der Federn 74. Wie bei den herkömmlichen Sattelplatten kann diese in umgekehrter Stellung unter dem vorderen Ende des Sattelschlepperanhängers angeordnet werden.
Die
Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Luftfedern 74 beschränkt, so dass ebenso gut auch andere
Arten von Federn verwendet werden können.
Für die Beschreibung der Arbeitsweise wird angenommen, dass der Sattelschlepperanhänger 20 mit der Zugmaschine 24 durch die Sattelschlepperkupplung 26 gekuppelt ist. Die Last des Sattelschlep- peranhängers wird nach unten von der Sattelplatte 28 auf die Hebel 54 über beide Federn 74 und die Gelenke übertragen, die an den vorderen Enden der Hebel durch die Achsen 58 und die Einspan- nungen 60,62 gebildet werden. Die Gelenke und dieLastmittelpunkteder Federn sind so angeordnet, dass die Last über sie im allgemeinen gleichmässig auf die Hebel und ihre Gelenkzapfen 96 übertragen wird. Die vorderen Gelenke der Hebel 54 sind seitlich ziemlich starr, so dass die Hebel auf Schwing- bewegungsbahnen zur Platte 28 und von dieser weg trotz des Fehlens einer seitlichen Stabilität der
Luftfedern 74 begrenzt werden.
Beim Fahren über Unebenheiten der Fahrbahn hat das vordere Ende des Sattelschlepperanhängers das
Bestreben, sich mit Bezug auf den Sattelschlepperrahmen nach oben und unten zu verlagern. Die Federn
74 erfahren entsprechend dieser Wirkung eine Zusammendrückung oder Ausdehnung. Wenn die Last zu- nimmt und die Feder 74 zusammengedrückt wird, schwingen die hinteren Enden 68 der Hebel nach oben, während die vorderen Enden 50 der Hebel um die Zapfen 96 nach unten schwingen. Während dieser Bewegung fällt die ganze Sattelplatte 28 gleichmässig abwärts. Wenn die ungewöhnliche Belastung aufhört, entspannen sich die Federn 74, wodurch die Sattelplatte und die Hebelenden 68 auseinanderbewegt und die vorderen Enden 50 der Hebel nach oben verschwenkt werden.
Dies hat zur Folge, dass die Sattelplatte 28 sich nach oben bewegt, jedoch die Neigung hat, ihre waagrechte Lage beizubehalten.
In ähnlicher Weise wird, wenn das vordere Ende des Sattelschlepperanhängers die Neigung hat, nach oben zu federn, die Sattelplatte 28 nach oben in einer im wesentlichen waagrechten Lage verlagert, und wenn derSattelschlepperaIÙ1änger wieder zurückfedert, bewegt sich die Platte 28 wieder nach unten, wobei sie das Bestreben hat, waagrecht zu bleiben. Dieser Aufbau ermöglicht daher eine Federungswirkung für senkrechte Kräfte, die zwischen dem Sattelschlepperanhänger und der Zugmaschine während der Fahrt übertragen werden. Die Bügel 112 begrenzen durch ihre Anlage an den Puffern 110 die relative Schwingbewegung zwischen der Sattelplatte und den Hebeln voneinander weg bei sehr starken Springbewegungen des Fahrzeuges, und der Puffer 110 nimmt Stösse zwischen dem Stegteil 114 und dem Achszapfen 96 elastisch auf.
Aus Fig. 3 und 7 ist ersichtlich, dass der obere hintere Endteil 70 jedes Hebels schräg nach unten geneigt ist, was zur Folge hat, dass unter normalen Betriebsbedingungen der Luftschlauch 74 keilförmig gequetscht wird. Bei ungewöhnlicher Belastung der Sattelplatte, beispielsweise wenn das Fahrzeug starke Stösse erfährt, wenn die hinteren Enden der Hebel nach oben schwingen, nähern sich die Plattformen 70 einer parallelen Lage zur Sattelplatte 28 an, wodurch die Möglichkeit einer besonders starken Klemmstelle des Luftschlauches und damit dessen Beschädigung auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Die Wirkung waagrechter Stösse zwischen dem Königszapfen 36 und dessen Muffe 34 und den Backen 38 während der Fahrt auf der Strasse werden teilweise durch die Gummibuchsen 66 an den vorderen Enden 50 der Hebel aufgenommen. Ausserdem tragen die Federn 74 zur Aufnahme waagrecht übertragener Stösse bei, da eine auf den Königszapfen 36 und auf die Platte 28 ausgeübte nach vorne oder rückwärts gerichtete Kraft das Bestreben hat, die gesamte Sattelplattenanordnung um das Gelenk 96 zu verschwenken, welche Bewegung durch eine relative Schwingbewegung der Platte 28 und der hinteren Enden 68 der Hebel aufgenommen wird. Wie erwähnt, wird durch diese Relativbewegung die Federungswirkung erzielt.
Die Gummibuchsen 66 sind mechansich mit den Lagerungseinspannelementen 60,62 und mit der Achse 58 verbunden. Sie bilden daher Torsionsglieder, welche das Bestreben haben, den Schwingbewegungen der Hebel 54 Widerstand zu leisten. Von Zeit zu Zeit, beispielsweise, wenn das Fahrzeug über unebenen Boden fährt, werden auf die Sattelplatte 28 Kräfte ausgeübt, welche das Bestreben haben, diese zu neigen. Ein Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass die Torsionsbuch-
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chung wirksam wird. Gleichzeitig wirken jedoch die Torsionsbuchsen einer Schwenkbewegung der Hebel 54 mit Bezug aufeinander stark entgegen, so dass sie eine angemessene Abstützung bilden, durch welche
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die Platte 28 und der Sattelschlepperanhänger in einer aufrechten Stellung gehalten werden.
Die Druckluftzufuhr zu den Federn 74 kann durch ein einziges Ventil geregelt werden, aber es kann auch ein gesondertes Ventil für jede Feder vorgesehen werden. Im letzteren Fall reicht, wenn eine der Federn ausfallen sollte, der Verdrehungswiderstand der Buchsen gegen eine ungleiche Schwenkbewei gung der Hebel 54 aus, um den Sattelschlepperanhänger in einer aufrechten Stellung zu halten, so dass das Fahrzeug seine Fahrt fortsetzen kann. In jedem Fall findet, wenn beide Federn 74 aus irgend einem
Grunde ausfallen, lediglich eine Absenkbewegung der Sattelplatte 28 statt, bis die hinteren Enden 68 der Hebel 54 oder der Sattelplatte auf einer nicht gezeigten Gummipufferanordnung zur Auflage kom- men, die üblicherweise innerhalb der Luftfedern 74 vorgesehen sind. Die Gesamtanordnung hat dann die gleiche Arbeitsweise wie eine herkömmliche Sattelschlepperkupplung.
Wenn der Sattelschlepperanhänger von der Zugmaschine abgekuppelt wird, schwingen die Hebel 54, die Sattelplatte 28 und die Federn 74 um die Zapfen 96, so dass die Gesamtanordnung wie bei einer herkömmlichen Sattelschlepperkupplung betätigbar ist, um die Kupplungs- und Entkupplungsvor- gänge zu erleichtern.
Im entkuppelten Zustand schwingt das hintere Ende der Sattelplatte wie bei einer herkömmlichen
Sattelplatte nach unten. Zum Kuppeln des Anhängers mit der Zugmaschine wird die Sattelplatte 22 le- diglich zum Auflaufen auf die Rampen 30 gebracht, so dass der Königszapfen 36 mit der Muffe 34 in Eingriff kommt und durch die Backen 38 in der ausgeführten Weise gesichert wird. Während dieses
Kupplungsvorganges ist dieSattelschlepperkupplung ihrer stärksten Beanspruchung. ausgesetzt. Diese findet statt, wenn die obere Platte 22 auf die Rampen 30 aufläuft und wenn der Königszapfen gegen das vordere Ende der Muffe 34 auftrifft. In der ersten Phase üben, wenn die Platte auf die Rampen 30 auftrifft, die Federn 74 eine unmittelbare Federwirkung aus, um die Kraft des auftretenden Stosses auf- zunehmen.
Wenn der Königszapfen am vorderen Ende der Muffe 34 auftrifft, hat er das Bestreben, die
Platte 28 nach vorne zu drehen, was ein Zusammenscheren des hinteren Endes der Sattelplatte und der
Hebelenden 68 zur Folge hat, wodurch die vorangehende erwähnte Federwirkung erzielt wird.
Fig. 10 und 11 zeigen eine erfindungsgemässe Sattelschlepperkupplung 26 in Verbindung mit einem herkömmlichen Höhenregelventil 120, das sich in der Druckluftleitung 86 befindet und auf dem
Querrahmen 92 angeordnet ist. Das Ventil 120 wird durch ein Gestänge gesteuert, das in üblicher
Art einen Steuerarm 122 und eine Stange 124 aufweist, welche letztere mit einem Teil der Sattel- platte 28 vor dem Gelenk 96 durch eine Blattfederanordnung 126 gebräuchlicher Art verbunden ist.
Bei dieser Anordnung wird, wenn verhältnismässig schwere Lasten auf die Sattelplatte wirksam wer- den, und diese sich in der beschriebenen Weise abwärts bewegt, das Ventil 120 betätigt, um mehr
Druckluft in die Federn 74 zu fördern, so dass die gewünschte Höhe der Sattelplatte 28 wieder her- gestellt wird. Wenn die Belastung verschwindet, bewegt sich die Platte 28 nach oben, wodurch das
Ventil 120 betätigt wird, um Luft aus den Federn 74 abzulassen, bis die richtige Höhe wieder her- gestellt ist, in Verbindung mit dem Ventil 120 kann ein (nicht gezeigter) herkömmlicher Mechanis- mus vorgesehen werden, um die Wirkung der senkrechten Schwingungen der Platte 28 zu dämpfen, die sonst eine unerwünschte Betätigung des Ventils veranlassen könnten.
Wenn der Anhänger 20 von der Zugmaschine 24 abgekuppelt wird, wird die schwanzlastige
Sattelplatte als Ganzes nach unten in der beschriebenen Weise verschwenkt. Diese Bewegung hat zur Fol- ge, dass das Ventil 120 Luft aus den Federn 74 austreten lässt, so dass die hinteren Endteile oder
Rampen 30 der Sattelplatte um die Gelenke 58 nach unten verschwenkt werden. Hiedurch wer- den die Federn 74 in der in Fig. 11 dargestellten Weise zusammengedrückt, wodurch der Neigungs- winkel der Rampen 30 auf etwa den gleichen Winkel vergrössert wird, den diese haben würden, wenn überhaupt keine Federungsanordnung vorgesehen wäre.
Daher kann bei einem nachfolgenden Entkuppe- lungsvorgang das vordere Ende des Anhängers 20 innerhalb eines verhältnismässig weiten Höhenberei- ches liegen und trotzdem mit der Sattelplattenanordnung 26 gekuppelt werden, wenn die Zugmaschinen unter dieses zurückgefahren wird.
Wenn sich die Teile in der in Fig. 11 gezeigten Stellung befinden, ruht die Sattelplatte 28 nahe- zu, jedoch nicht ganz auf einer (nicht gezeigten) Gummipufferanordnung herkömmlicher Art innerhalb der Federn 74 auf. Die Torsionsgummibuchsen 66 halten die Sattelplatte etwas in Abstand von der
Pufferanordnung. Beim erneuten Ankuppeln wird die Sattelplatte 28 zuerst entgegen der Kraft der Torsionsbuchsen 66 nach unten verschwenkt, wodurch ein Teil der Kupplungsenergie aufgenommen wird. Sodann senkt sich die Platte zu der in den Federn 74 enthaltenen Gummipufferanordnung ab, wodurch wieder ein Teil der Kupplungsenergie aufgenommen wird. Schliesslich wirkt, wenn der Königszapfen in
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Eingriff kommt, die Gesamtanordnung elastisch in der vorangehend beschriebenen Weise, so dass jede weitere Kupplungsenergie absorbiert wird.
In diesem Zustand wird jedoch die Federwirkung durch die Buchsen 66 und die Pufferanordnung in den Federn 74 ausgeübt, da die letzteren noch nicht wieder aufgeblasen worden sind.
Wenn die Sattelplatte 28 aus der in Fig. 11 gezeigten Stellung in die in Fig. 10 dargestellte Stellung während des Kupplungsvorganges verschwenkt wird, wird das Ventil 120 betätigt, so dass Druckluft in die Federn 74 gefördert wird, bis die Sattelplatte 28 auf die gewünschte eingestellte Stellung angehoben wird, worauf das Ventil 120 schliesst. Hierauf wird die Platte 28 durch das Ventil, wie vorangehend beschrieben, in der gewünschten Höhe gehalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sattelschlepperkupplung mit einer am Anhänger befestigten oberen Sattelplatte, die mit einer unteren Sattelplatte kuppelbar ist, welche schwingfähig auf dem Zugfahrzeug abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Sattelplatte (28) auf dem einen Ende eines auf dem Zugfahrzeug (24) gelagerten Wippenhebels (54) durch ein Verbindungsgelenk (58,60, 62), auf dem andern Ende des Wippenhebels unter Zwischenschaltung einer Feder (74) abgestützt ist.