Die Erfindung betrifft eine Sattelkupplung mit einem am Sattelauflieger angeordneten Zugsattelzapfen und einer diesen in einem Schlitz mit Einlaufschrägen und Verschluss aufnehmenden Kupplungsplatte, die auf wenigstens zwei, zu beiden Seiten des Schlitzes angeordneten Lagerböcken mittels eines halbkugelförmigen Lagerkopfs in einer halbkugelförmigen Lagerschale gelagert ist, wobei der Lagerbock über geneigt verlaufende Wandungen am Zugfahrzeug befestigt ist.
Bei Sattelkupplungen liegt der Auflieger mit einer Gleitplatte auf der am Zugfahrzeug angeordneten Kupplungsplatte auf. Über diese Platten werden im wesentlichen die Vertikalkräfte aufgenommen. Ferner ist am Sattelauflieger ein Zugsattelzapfen (Königszapfen) angeordnet, der von einem Schlitz in der Kupplungsplatte am Zugfahrzeug aufgenommen und in der Kupplungslage mittels eines ihn teilweise umfassenden Verschlusses verriegelt wird. Über diesen Zugsattelzapfen werden im wesentlichen die horizontalen Kräfte übertragen. Um Knickbewegungen zwischen Fahrzeug und Sattelauflieger ausgleichen zu können und den Kupplungsvorgang zu erleichtern, ist die Kupplungsplatte an einer quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Achse begrenzt schwenkbar gelagert. Hierzu dienen ein oder mehr die Kupplungsplatte tragende Lagerböcke, die auf dem Hilfsrahmen des Zugfahrzeugs befestigt sind.
Hinsichtlich der Lagerung der Kupplungsplatte lassen sich im wesentlichen zwei Ausführungen unterscheiden. Bei der ersten Ausführung (DE-OS 1 655 555 und DE-GM 1 936 350) handelt es sich um Zapfenlager, bei welchem die Kupplungsplatte mit Lagerzapfen versehen ist, die in einem rundum geschlossenen Lager sitzen. Bei der anderen bekannten Ausführung (DE-AS 1 031 141, DE-PS 1 205 394, DE-PS 2 303 163 und EP-OS 0 038 928), der auch die eingangs genannte Sattelkupplung angehört, ist ein einfaches Schalenlager vorgesehen. Der Lagerbock weist zu diesem Zweck einen Lagerkopf auf, auf dem die Kupplungsplatte mittels einer entsprechenden Lagerschale aufliegt. Um ein Abheben unmöglich zu machen, sind Querriegel vorgesehen, die an der Kupplungsplatte befestigt sind und den Lagerkopf durchgreifen.
Aufgrund der Forderung nach geringstmöglichem Materialeinsatz und grösstmöglicher Stabilität haben sich solche Sattelkupplungen durchgesetzt, bei denen der Lagerkopf am Lagerbock als kreisförmiges Rohrprofil ausgebildet ist oder zwei Lagerböcke mit jeweils halbkugelförmigen Lagerköpfen vorgesehen sind. Der Lagerbock weist geneigt verlaufende Wandungen mit endständigen Flanschen zur Befestigung auf dem Hilfsrahmen des Zugfahrzeugs auf (DE-OS 2 303 163 und EP-OS 0 038 928). Die weitere Forderung nach einem niedrigstmöglichen Schwerpunkt des Sattelzugs erzwingt eine niedrige Bauhöhe der Lagerböcke, die sich in erster Linie durch eine entsprechend flache Neigung der Wandungen, andererseits dadurch erreichen lässt, dass der von ihnen abgestützte Lagerkopf beispielsweise nur teilzylindrisch bzw. halbkugelförmig ausgebildet ist.
Um gleichwohl eine ausreichend grosse Lagerfläche zu erhalten, müssen die Wandungen im unteren Bereich des Lagerkopfs angesetzt sein. In Ver bindung mit deren geringem Neigungswinkel führt dies bei Belastung des Lagerbocks zu einer starken Beanspruchung am Übergang zwischen Wandung und Lagerkopf. Ferner weist der Lagerbock aufgrund der im wesentlichen frei tragenden Abstützung des Lagerkopfs keine optimale Steifigkeit auf.
Um den Materialeinsatz und Montageaufwand gering zu halten, ist der Lagerbock mit dem Lagerkopf, den Wandungen und den endständigen Befestigungsflanschen als einstückiges Gussteil ausgebildet. Da der Lagerkopf aus einem Hohlprofil besteht, ist die Herstellung nur im Kernguss möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Sattelkupplung dahingehend zu verbessern, dass bei grösserer Steifigkeit eine günstigere Lastabtragung und eine geringere Bauhöhe (niedrigerer Schwerpunkt) bei gleichzeitig kostengünstiger Fertigung erreicht wird.
Ausgehend von der eingangs genannten Sattelkupplung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der halbkugelförmige Lagerkopf an der Unterseite der Kupplungsplatte und die halbkugelförmige Lagerschale am Lagerbock angeordnet ist und dass die geneigten Wandungen des Lagerbocks an der Lagerschale angesetzt sind.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ergibt sich zunächst der Vorteil, dass die Lagerschale am Lagerbock mit ihrem unteren Scheitel im Bereich der Befestigungsebene des Lagerbocks liegen kann, so dass die Lagerung insgesamt eine tiefstmögliche Lage einnimmt, wodurch die Bauhöhe des Lagerbocks und damit die Bauhöhe der gesamten Sattelkupplung auf ein minimales Mass reduziert wird, wodurch sich auf der anderen Seite eine günstige Lage des Schwerpunktes für den Sattelauflieger ergibt. Ferner ergibt sich durch die Anordnung der Lagerschale am Lagerbock die Möglichkeit, die Wandungen im Bereich des oberen Randes der Lagerschale anzusetzen, so dass sie ohne Vergrösserung der Bauhöhe einen steileren Neigungswinkel einnehmen und dadurch eine günstigere Kraftableitung möglich ist.
Zugleich wird die Beanspruchung am Übergang zwischen Wandungen und Lagerschale vermindert und insgesamt eine grössere Steifigkeit erzielt.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerschale des Lagerbocks mit ihrem unteren Scheitel etwa in der Befestigungsebene des Lagerbocks liegt und dort am Zugfahrzeug abgestützt ist.
Durch die unmittelbare Abstützung der Lagerschale im Bereich ihres unteren Scheitels auf dem Zugfahrzeug werden die Vertikalkräfte im wesentlichen senkrecht und radial in den Hilfsrahmen eingeleitet und werden die geneigten Wandungen weitgehend entlastet. Sie haben im wesentlichen nur die Zug- und Querkräfte aufzunehmen.
Um einen grossflächigeren Aufstand der Lagerschale zu erhalten, kann diese an ihrem unteren Scheitel einen kurzen Ansatz aufweisen, mit dem sie auf dem Zugfahrzeug abgestützt ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Ansatz Teil eines in der senkrechten Diametralebene der Lagerschale angeordneten, bis zum oberen Rand der Lagerschale reichenden Stützwand ist, so dass die Vertikalkräfte über den gesamten Umfang der Lagerschale direkt in den Hilfsrahmen abgetragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der halbkugelförmige Lagerkopf hohl ausgebildet und mit einer in die Kupplungsplatte bündig mit deren Oberfläche eingesetzten Platte abgedeckt ist.
Durch diese Massnahme ist es möglich, den Lagerkopf als einstückiges Teil der Kupplungsplatte im kernlosen Guss herzustellen, so dass sich die Fertigungskosten reduzieren. Zugleich kann die den Lagerkopf oberseitig verschliessende Platte als Verschleissplatte ausgebildet sein, also aus einem für den Einsatzzweck und am speziellen Einsatzort bestgeeigneten Werkstoff bestehen. Auch der Lagerbock mit seinen nach gegenüberliegenden Seiten offenen Hohlräumen lässt sich im kernlosen Guss herstellen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sattelkupplung im Bereich eines Lagerbocks und
Fig. 2 einen gegenüber Fig. 2 um 90 Grad versetzten Schnitt.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Sattelkupplung weist eine am Zugfahrzeug angeordnete Kupplungsplatte 1 auf, die über je einen Lagerbock 2 zu beiden Seiten des Zugsattelzapfens bzw. des ihn aufnehmenden Schlitzes am nicht gezeigten Hilfsrahmen des Zugfahrzeugs abgestützt ist. Der Lagerbock 2 weist eine teilkugelig, vorzugsweise halbkugelig nach oben offene Lagerschale 3 auf. Im Bereich der oberen Begrenzungsränder der Lagerschale 3 sind an gegenüberliegenden Seiten Wandungen 4 angesetzt, die gegenüber der mit 5 angedeuteten Befestigungsebene am Zugfahrzeug geneigt verlaufen und an ihren Enden in leistenartigen Flanschen 5 auslaufen, die mit Bohrungen 7 in einem genormten Lochbild versehen sind. Der Lagerbock 2 wird mittels Schrauben am Hilfsrahmen des Zugfahrzeugs befestigt.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lagerschale 3 des Lagerbocks 2 im Bereich ihres unteren Scheitels mit einem kurzen Ansatz 8 versehen, dessen untere Fläche in der Befestigungsebene liegt und damit dem Hilfsrahmen aufliegt. Im Bereich des kurzen Ansatzes 8 kann eine Schmiermittelbohrung 9 vorgesehen sein. Der Ansatz 8 ist Teil einer senkrechten Stützwand 17, die in der Diametralebene der Lagerschale liegt (siehe Figur 2), so dass sich die Lagerschale über ihren gesamten Durchmesser über einen Flächenstreifen am Hilfsrahmen abstützt.
Die Kupplungsplatte 1 weist einen einstückig mit ihr ausgebildeten Lagerkopf 10 auf, der an seiner Aussenseite eine teilkugelige, vorzugsweise halbkugelige Lagerfläche 11 besitzt. Der Lagerkopf 10 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Hohlprofil ausgebildet, wobei die Innenwandung 12 (nach oben) hinterschneidungsfrei ist. Der Hohlraum des Lagerkopfs 10 ist oberseitig durch eine Verschleissplatte 13 abgedeckt, die bündig in die Kupplungsplatte 1 eingelegt und beim gezeigten Ausführungsbeispiel mittels Schrauben 14 befestigt ist. Auf diese Weise lässt sich die Kupplungsplatte 1 mit dem Lagerkopf 10 als einstückiges, kernloses Gussteil herstellen.
Der Lagerkopf 10 weist an seinen geschlossenen Stirnseiten Ausnehmungen 15 auf, die von einem am Lagerbock festgelegten Riegel (16) durchgriffen sind, um die Kupplungsplatte 1 gegen Abheben vom Lagerbock 2 zu sichern.
The invention relates to a fifth wheel coupling with a kingpin arranged on the semi-trailer and a coupling plate receiving the latter in a slot with run-in slopes and closure, which is mounted on at least two bearing blocks arranged on both sides of the slot by means of a hemispherical bearing head in a hemispherical bearing shell, the bearing block is attached to the towing vehicle via inclined walls.
In the case of fifth wheel couplings, the semi-trailer rests with a sliding plate on the coupling plate arranged on the towing vehicle. The vertical forces are essentially absorbed by these plates. Furthermore, a kingpin is arranged on the semi-trailer, which is received by a slot in the coupling plate on the towing vehicle and locked in the coupling position by means of a closure which partially surrounds it. The horizontal forces are essentially transmitted via this king pin. In order to be able to compensate for kinking movements between the vehicle and the semitrailer and to facilitate the coupling process, the coupling plate is pivotably supported on an axis running transversely to the longitudinal axis of the vehicle. For this purpose, one or more bearing blocks, which support the coupling plate, are fastened to the auxiliary frame of the towing vehicle.
With regard to the mounting of the clutch plate, two versions can essentially be distinguished. The first version (DE-OS 1 655 555 and DE-GM 1 936 350) is a journal bearing, in which the coupling plate is provided with journal journals which are seated in a completely closed bearing. In the other known embodiment (DE-AS 1 031 141, DE-PS 1 205 394, DE-PS 2 303 163 and EP-OS 0 038 928), which also includes the fifth wheel mentioned at the beginning, a simple shell bearing is provided. For this purpose, the bearing block has a bearing head on which the coupling plate rests by means of a corresponding bearing shell. To make lifting impossible, cross bolts are provided, which are attached to the coupling plate and reach through the bearing head.
Due to the requirement for the lowest possible use of material and the greatest possible stability, fifth wheel couplings have become established in which the bearing head on the bearing block is designed as a circular tubular profile or two bearing blocks are provided, each with hemispherical bearing heads. The bracket has inclined walls with terminal flanges for attachment to the subframe of the towing vehicle (DE-OS 2 303 163 and EP-OS 0 038 928). The further demand for the lowest possible center of gravity of the tractor-trailer forces a low overall height of the pedestals, which can be achieved primarily by a correspondingly flat inclination of the walls, but on the other hand by the bearing head supported by them being, for example, only partially cylindrical or hemispherical.
In order to obtain a sufficiently large storage area, the walls must be placed in the lower area of the bearing head. In connection with their small angle of inclination, this leads to a heavy load at the bearing block at the transition between the wall and the bearing head. Furthermore, due to the essentially self-supporting support of the bearing head, the bearing block does not have optimal rigidity.
In order to keep the use of materials and assembly effort low, the bearing block with the bearing head, the walls and the terminal mounting flanges is designed as a one-piece casting. Since the bearing head consists of a hollow profile, production is only possible in the core casting.
The object of the invention is to improve the fifth wheel coupling described at the outset in such a way that, with greater rigidity, a more favorable load transfer and a lower overall height (lower center of gravity) are achieved with, at the same time, less expensive production.
Starting from the fifth wheel mentioned at the outset, this object is achieved in that the hemispherical bearing head is arranged on the underside of the coupling plate and the hemispherical bearing shell on the bearing block, and in that the inclined walls of the bearing block are attached to the bearing shell.
The design according to the invention initially has the advantage that the bearing shell on the bearing block can lie with its lower apex in the area of the mounting level of the bearing block, so that the bearing as a whole occupies the lowest possible position, as a result of which the overall height of the bearing block and thus the overall height of the entire fifth wheel coupling is reduced to a minimum, which on the other hand results in a favorable position of the center of gravity for the semi-trailer. Furthermore, the arrangement of the bearing shell on the bearing block provides the possibility of attaching the walls in the region of the upper edge of the bearing shell, so that they take up a steeper angle of inclination without increasing the overall height, and a more favorable force dissipation is thereby possible.
At the same time, the stress at the transition between the walls and the bearing shell is reduced and overall greater rigidity is achieved.
In a preferred embodiment of the invention it is provided that the bearing shell of the bearing block with its lower apex lies approximately in the fastening plane of the bearing block and is supported there on the towing vehicle.
Due to the direct support of the bearing shell in the region of its lower apex on the towing vehicle, the vertical forces are introduced essentially vertically and radially into the subframe and the inclined walls are largely relieved. You essentially only have to absorb the tensile and transverse forces.
In order to obtain a larger uprising of the bearing shell, it can have a short shoulder on its lower apex with which it is supported on the towing vehicle, it preferably being provided that the shoulder part of a bearing arranged in the vertical diametral plane of the bearing shell, up to the upper The edge of the bearing shell-reaching supporting wall is so that the vertical forces over the entire circumference of the bearing shell are transferred directly into the subframe.
A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the hemispherical bearing head is hollow and is covered with a plate inserted flush in the coupling plate with its surface.
This measure makes it possible to manufacture the bearing head as a one-piece part of the coupling plate in coreless casting, so that the manufacturing costs are reduced. At the same time, the plate closing the top of the bearing head can be designed as a wear plate, that is to say it can consist of a material that is best suited for the purpose and at the specific location. The pedestal with its hollow spaces that are open on opposite sides can also be produced in coreless casting.
The invention is described below using an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 shows a longitudinal section through a fifth wheel in the area of a bearing block and
FIG. 2 shows a section offset by 90 degrees compared to FIG. 2.
The fifth wheel shown in the drawing has a coupling plate 1 arranged on the towing vehicle, which is supported on the subframe of the towing vehicle (not shown) via a bearing block 2 on either side of the king pin or the slot receiving it. The bearing block 2 has a partially spherical, preferably hemispherical bearing shell 3 which is open at the top. In the area of the upper boundary edges of the bearing shell 3, walls 4 are attached on opposite sides, which are inclined with respect to the fastening plane on the towing vehicle, indicated at 5, and end at their ends in strip-like flanges 5, which are provided with holes 7 in a standardized hole pattern. The bearing block 2 is fastened to the subframe of the towing vehicle by means of screws.
In the embodiment shown, the bearing shell 3 of the bearing block 2 is provided with a short extension 8 in the region of its lower apex, the lower surface of which lies in the fastening plane and thus rests on the subframe. A lubricant bore 9 can be provided in the area of the short extension 8. The approach 8 is part of a vertical support wall 17, which lies in the diametral plane of the bearing shell (see Figure 2), so that the bearing shell is supported over its entire diameter on a surface strip on the subframe.
The coupling plate 1 has a bearing head 10 formed in one piece with it, which has a partially spherical, preferably hemispherical bearing surface 11 on its outside. The bearing head 10, as can be seen from the drawing, is designed as a hollow profile, the inner wall 12 (upward) being free of undercuts. The cavity of the bearing head 10 is covered on the upper side by a wear plate 13 which is inserted flush into the coupling plate 1 and is fastened by means of screws 14 in the exemplary embodiment shown. In this way, the coupling plate 1 with the bearing head 10 can be produced as a one-piece, coreless casting.
The bearing head 10 has recesses 15 on its closed end faces, which are penetrated by a bolt (16) fixed on the bearing block in order to secure the coupling plate 1 against lifting off the bearing block 2.