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Die Erfindung betrifft eine federnde, selbst-niveaueinstellende Kupplungs- bzw. Zug-Anordnung für ein
Motorfahrzeug, mit einer, insbesondere aufgehängten, Achse, bestehend aus einem gelenkig gelagerten
Kupplungsarm und aus einer Federanordnung, welche einer Winkelbewegung des Kupplungsarmes Widerstand leistet sowie aus einer einstellbaren Übertragungseinrichtung, die zwischen dem Kupplungsarm und der
Federanordnung angeordnet ist.
Eine bekannte Kupplungsvorrichtung dieser Art für Schlepper umfasst Mittel zum Heben und Senken des
Zughakens sowie zum Festhalten desselben in der Arbeitsstellung. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch keine Massnahmen vorgesehen, um die Lage des Zughakens zu ändern, wenn der Schlepper seine Zugfunktion ausübt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht primär darin, eine federnde, selbst-niveaueinstellende Kupplungs- bzw. Zug-Anordnung für ein Motorfahrzeug zu schaffen, welche die Anhänger-Belastung im wesentlichen unabhängig von der Fahrzeugaufhängung aufnehmen kann und dementsprechend keinen oder nur einen unwesentlichen negativen Effekt auf den Kraftschluss zwischen den Antriebsrädern und dem mit dem Boden in Berührung stehenden Rad ausübt, wenn die Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination sich über unebenen Untergrund bewegt.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Kupplungsarm auf einem starren Rahmen, der an die Achse des Fahrzeuges anbringbar ist, schwenkbar gelagert ist, und dass mit dem Kupplungsarm eine auf Winkelbewegungen des letzteren ansprechbare Gelenkverbindung betriebsmässig verbunden ist, wobei die Federanordnung durch die einstellbare Übertragungseinrichtung und die Gelenkverbindung mit dem Kupplungsarm verbunden und die Übertragungseinrichtung zum Spannen der Federanordnung ausgebildet ist, um den Kupplungsarm bei Belastung bzw. Entlastung in einer im wesentlichen konstanten Arbeitsstellung zu halten.
Bei dieser Ausführung wird der Zughaken in eine zum Ziehen des Fahrzeuges entsprechende Stellung gebracht und wird im wesentlichen in dieser Stellung durch elastische Mittel gehalten, wobei durch die entsprechende Ausbildung eine Anpassung an die unterschiedlichen Belastungen, welche von der Bewegung des Schleppers und dem Fahren des angehängten Fahrzeuges über die Bodenunebenheiten herrühren, gewährleistet wird. Die Federanordnung und der Kupplungsarm sind durch die Gelenkanordnung und die Übertragungseinrichtung miteinander verbunden, wobei die Übertragungseinrichtung die auftretenden Kräfte von der Gelenkanordnung auf die Federanordnung überträgt und auf Grund ihrer Ausbildung zur Steuerung der Kraftanwendung an die Federanordnung dient.
Die erfindungsgemässe Anordnung kann als Einheit zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug oder mit einem Fahrgestell mit Antriebswelle ausgebildet sein oder zum Anschluss an ein Zugfahrzeug dienen. Alternativ kann die Anordnung in ein Zugfahrzeug während dessen Bau als dessen integraler Teil eingebaut werden.
Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von oben mit zur Veranschaulichung weggelassenen Teilen und zeigt eine federnde, selbst-niveauabgleichende Aufnehmer- bzw. Zughaken-Anordnung gemäss der Erfindung, in Anwendung auf ein Zugfahrzeug, Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht der Zughaken-Anordnung gemäss Fig. l, wobei der Stossdämpfer zwischen dem Schwinghebel und dem Chassis im Interesse der Klarheit nicht eingezeichnet ist, Fig. 3 ist ein in grösserem Massstab gezeichneter Längsschnitt der Kolben-Zylinder-Einrichtung, welche in der Konstruktion gemäss den Fig. l und 2 enthalten ist, und Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
In den Zeichnungen ist eine federnde, selbst-niveaueinstellende Kupplungs- bzw. Zug-Anordnung dargestellt, welche einen auf dem Fahrzeug gelagerten Tragrahmen eine Gelenk-Verbindung--12--,
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--11-- angelenktgegenüberliegenden Enden der Einrichtung --13-- jeweils mit einer Federeinrichtung--14--bzw. mit der Gelenkverbindung --12-- zusammenwirken.
Der Tragrahmen --11- besteht aus zwei Tragarmen--lla--, welche parallel verlaufend nebeneinander angeordnet sind. Die Tragarme--lla--verlaufen in Längsrichtung des Fahrzeuges und sind im
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--lib-- weist eine nach oben gerichtete Stütze--llc--zum Abstützen der Kolben-Zylindereinrichtung --13-- am vorderen Ende derselben auf. An den hinteren Enden der Tragarme--lla--ist mittels quer zu diesen verlaufend ein Gabelteil--lld--befestigt.
Streben--lle, llf--erstrecken sich von der hinteren Fahrzeugachse--16--zum Gabelteil--lld--bzw. zum Lagerkörper--llb--. Der Gabelteil--lld-- hat einen rinnenförmigen Querschnitt und trägt die Federeinrichtung --14-- in einer Art und Weise, wie sie weiter unten erläutert wird.
Am einen Ende ist der Tragrahmen-II--in geeigneter Weise mittels einer Universalkupplung-25an einer Querstrebe --10-- des Fahrzeugrahmens befestigt. Diese Kupplung --25-- weist einen horizontal verlaufenden Bolzen --10a-- auf, der an in Abstand voneinander angeordneten, nach hinten sich erstreckenden Tragarmen-10b-befestigt ist, zwischen welchen der Lagerkörper-llb-angeordnet ist
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und an dem ein Lagerkörper-llb-angreift. Der Rahmen --11-- ist am andern Ende durch die Fahrzeugachse--16--getragen.
Die Gelenk-Verbindung--12--weist einen Kupplungsarm--12a--auf, welcher durch einen nach oben gewandten Profilteil gebildet ist, der an seinem hinteren Ende einen Zughaken --12b-- aufweist und an
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schwenkbar gelagert, das mit diesem Haken zusammenwirkt, um den nicht gezeigten Zugring des Anhängers damit in Eingriff zu halten. Ein Freigabeseilzung --12g-- ist zum Bewegen des Sperrgliedes-12f-aus dessen Arbeitsposition gegen die Wirkung der Feder vorgesehen.
Die Anordnung weist ausserdem zwei Zugarme - auf, die jeweils an einer Seite des Tragrahmens zwischen diesem Tragrahmen und den jeweiligen Tragarmen--12d--angeordnet sind, wobei diese Zugarme an ihren unteren Enden auf dem Bolzen--12e-- zur Bewegung um dessen Achse schwenkbar befestigt sind sowie Zugglieder-12i-, welche die Zugarme --12h-- mit dem den Kupplungsarm--12a--bildenden Profilteil verbinden.
Die Anordnung wird durch einen U-förmigen Gabelteil --12j-- vervollständigt, von dem die andern Enden seiner parallelen Schenkel mit den oberen Enden der Zugarme --12h-- und dessen mittlerer Abschnitt --12j"-- mit dem Ende des sich nach vorne erstreckenden Kolbens der Übertragungs-Einrichtung --13-verbunden ist.
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fortgesetzte Bewegung des Kolbens heraus aus dem Zylinder aufweisen. Das äussere Ende des andern Zylinders --13b-- ist mit einem nach innen gerichteten Umfangsflansch--13h--ausgebildet, welcher eine auf der Stange--13e'--des Kolbens--13e--mittels einer geeigneten Dichtung aufliegende Zurückhaltelippe bildet.
Der Kolben --13d-- weist einen axialen Durchgang-13i-auf, welcher zur Ermöglichung eines Fluiddurchflusses mit einem radialen Durchgang--13j--kommuniziert, welcher zur zylindrischen Fläche des Kolbens führt. Der radiale Durchgang --13j-- wirkt selektiv mit einem Auslass --18-- im Zylinderschuss --13a-- zusammen entsprechend der axialen Stellung des Kolbens innerhalb des Zylinders und dieser Auslass führt zu einer an der Aussenfläche des Zylinders nahe von dessen einem Ende angeordneten Fluidkammer --19--. Im Kanal --18a-- ist eine Leitung an der Innenfläche des Zylinders --13a-- vorgesehen, wobei dieser Kanal an der Peripherie der Auslassöffnung endet und zu dieser Öffnung hin mit zunehmender Tiefe ausgebildet ist,
so dass die Zuflussrate des zum Auslass fliessenden Fluids mit der Bewegung des radialen
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--13c-- weist- auf, welche die Fluid-Kammern-21, 22- der beiden aufeinander gerichteten Zylinder --13a, 13b--verbindet und in seinem Inneren ein federbelastetes einwegventil --131-- zur Ermöglichung eines Zuflusses aus der Kammer--21--zur Kammer--22--enthält. Der mittlere Tragkörper --13c-weist ausserdem einen radialen Durchgang --13m-- auf, welcher sich vom Rand dieses Körpers bis zu einer kurz vor der Achse der Kolbenzylindereinrichtung befindlichen Stelle erstreckt und mit einem innerhalb des
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quer in die Bohrung hineinragt, wobei die Stellung der Schraube --13p-- in deren Axialrichtung zur Veränderung des wirksamen Querschnittes der Bohrung eingestellt werden kann.
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--13-- umfasst- -23a--, welches ein Fluid bei niedrigem Druck aus der Kammer --19-- aufnimmt, dieses Fluid einem Verdichter zuführt und dann das Fluid unter Druck der Kammer --22-- zuleitet. Das Ventil ist in einem
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Zelle zwischen den beiden Kugelventilen in Verbindung steht. Der Verdichter enthält eine ringförmige Kammer - zwischen der Stange --13e'-- des Kolbens --13e-- und der Bohrung des Zylinderschusses
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--23h-- verbunden ist.
Wenn bei der Betätigung der Kolben--13e--nach links (gesehen in Fig. 3) bewegt wird, wird der Druck innerhalb der Ringkammer--23f--verringert und ein Fluid in diese Kammer aus der Kammer--19--über eine Leitung--23e--, den ersten Teil des Einwegventils, den axialen Durchgang --23g-- und die Leitung --23h-- gezogen. Wenn der Kolben seine Bewegungsrichtung umkehrt, wird das im Ringraum befindliche Fluid unter Druck gesetzt und aus der Kammer zurück zum Einwegventil gedrückt und
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getragen wird und hat eine im oberen Bereich darin angeordnete Abflussöffnung. Die in der Kammer oberhalb des Niveaus der Abflussöffnung befindliche Luft stellt eine Dämpfung dar, um den Aufbau einer Fluidsperre hinter dem Kolben--13d--zu verhindern. Die Abflussöffnung ist mit dem Hauptbehälter für das Fluid verbunden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Zughaken --12b-- in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht auf die Achse des Fahrzeuges steht. Diese Anordnung gewährleistet, dass der Fahrzeugrahmen durch den Anhänger nicht belastet wird.
Im Betrieb wird der Zugring des Anhängers an dem Zughaken angebracht und das Fluid unter Druck der Übergangs-Rinrichtung --13-- von einer Pumpe ausgehend zugeführt, welche zweckmässig auf dem Zugfahrzeug angeordnet ist. Beim Zuführen des. Fluids zur Übertragungseinrichtung --13-- durch die Durchgänge-13m 13n-wird der Kolben --13d-- nach links bewegt (wie in Fig. 3 gesehen), um die Last
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unbedeckt ist, läuft überschüssiges Fluid durch diesen Einlass und eine weitere Bewegung der Kolben wird durch den überlauf auf Grund der Trägerheitskräfte gesperrt.
Unter diesen Voraussetzungen wird der Kupplungsarm
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Anheben der hinteren Welle relativ zum Zughaken verursacht, als Belastungswechsel des Kolbens --13d-- in dessen Axialrichtung aus, wobei dieser Belastungswechsel eine axiale Verschiebung dieses Kolbens auslöst, um das Fluid aus der Kammer--21--durch das Kugelventil (ebenso wie durch die Bohrung--13o--) zur Kammer--22--zu drücken, wodurch die Feder gespannt wird. Die axiale Verschiebung des Kolbens
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wobei dieser Durchfluss anhält, bis der Druck in den beiden Kammern ausgeglichen ist.
Wenn auf Grund einer Unebenheit in der Fahrbahn das angetriebene Rad in bezug auf die Stellung des Zughakens abfällt, bewegt sich der Kolben--13d--, um den Durchlass freizugeben, und verursacht ausserdem einen Abfall des Fluiddruckes in der Kammer--21--, welcher ein Abfliessen von Fluid aus der Kammer --22-- zum Druckausgleich ermöglicht. Die darauffolgende Bewegung des Kolbens--13e--passt sich der Federspannung an, um die durch den Anhänger ausgeübte Belastung auszugleichen. Jeder Verlust an Fluid durch den Durchlass--18--wird durch den Verdichter beim nächsten Kompressionshub des Kolbens--13e-kompensiert.
Eine zu grosse Rückkehrbewegung des Kolbens --13d--, welche durch den Abfall der Welle in bezug auf die Position des Zughakens verursacht würde, wird durch in der Rückfläche der Endabdeckung--13f- angeordnete Federn abgedämpft.
Im Falle von plötzlichen Belastungen, die durch abnorme Bewegungen der Welle ausgelöst werden könnten, an welcher der Tragrahmen befestigt ist, als Reaktion auf die Trägheit der Zughakenbelastung, werden diese Belastungen eher durch die Federeinrichtung --14-- als durch die Aufhängung des Schleppfahrzeuges
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aufgenommen. Die durch den geringen Durchmesser der Bohrung im mittleren Tragkörper bewirkte Verengung dient zur Dämpfung von Bewegungen des Schwinghebels und dämpft auch Wellenbewegungen in Verbindung mit irgendeiner Dämpfung, welche mit der normalen Wellenaufhängung des Zugfahrzeuges verbunden ist.
Um mögliche Resonanzeffekte, auf Grund einer Wellenbewegung wegen der federnden Masse des Zugfahrzeugchassis und auf Grund des federnden Zughakens, welche beide auf die Welle einwirken, zu verhindern, kann eine Dämpfungseinrichtung zwischen dem Kupplungsarm und dem Fahrzeugrahmen vorgesehen werden, wie sie in den Zeichnungen mit --24-- bezeichnet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmale des dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt, da es für den Fachmann selbstverständlich äquivalente Lösungsmöglichkeiten gibt. So kann z. B. auf die selbsttätige Anlasseinrichtung verzichtet werden und das System bei Druckverlust auf Grund öffnens eines Entspannungs-
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Alternativ zur Kolben-Zylinder-Einrichtung kann auch eine einstellbare mechanische Kupplung verwendet werden, wie sie z. B. durch koaxiale Stangen mit Schraubengewindeköpfen gebildet ist, welche miteinander durch ein Spannschloss od. dgl. verbunden sind.
Alternativ zur Federeinrichtung zum Abstützen der Konstruktion kann jeder elastisch verformbare Körper mit einer geeigneten Lastcharakteristik verwendet werden. So können z. B. ein elastisch zusammendrückbarer Körper, Spiralfedern oder ein oder mehrere Torsionsstangen verwendet werden.
Wenn die Erfindung auch an Hand der Verbindung mit einem Zugfahrzeug beschrieben worden ist, so kann doch der Zughaken ebensogut an einem Fahrgestell mit angetriebenen Rädern vorgesehen werden, wobei dieses Fahrgestell zur Anordnung zwischen einem Anhänger und einem Zugfahrzeug ausgebildet sein kann.
Wenn beim dargestellten Ausführungsbeispiel auch der Tragrahmen fest an der Fahrzeugwelle und am Fahrzeugrahmen befestigt ist, wobei diese Befestigung mittels einer Universalkupplung erfolgt, so kann es auch zweckmässig sein, die Zugstangenanordnung und die daran befestigte Welle mit dem Fahrzeug über das Fahrzeugaufhängungssystem zu verbinden, wobei die Universalkupplung entbehrt werden kann, und die starre Verbindung des Tragrahmens mit der Fahrzeugwelle beibehalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federnde, selbst-niveaueinstellende Kupplungs- bzw. Zuganordnung für ein Motorfahrzeug mit einer, insbesondere aufgehängten, Achse, bestehend aus einem gelenkig gelagerten Kupplungsarm und aus einer Federanordnung, welche einer Winkelbewegung des Kupplungsarmes Widerstand leistet sowie aus einer einstellbaren Ubertragungseinrichtung, die zwischen dem Kupplungsarm und der Federanordnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsarm (12a) auf einem starren Rahmen (11), der an die Achse (16) des Fahrzeuges anbringbar ist, schwenkbar gelagert ist, und dass mit dem Kupplungsarm (12a) eine auf Winkelbewegungen des letzteren ansprechbare Gelenkverbindung (12) betriebsmässig verbunden ist, wobei die Federanordnung (14) durch die einstellbare übertragungseinrichtung (13)
und die Gelenkverbindung (12) mit dem Kupplungsarm (12a) verbunden und die übertragungseinrichtung (13) zum Spannen der Federanordnung (14) ausgebildet ist, um den Kupplungsarm (12a) bei Belastung bzw. Entlastung in einer im wesentlichen konstanten Arbeitsstellung zu halten.
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