DE102010037700A1

DE102010037700A1 - Anhänger

Info

Publication number: DE102010037700A1
Application number: DE201010037700
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Schmitz Gotha Fahrzeugwerke GmbH
Current assignee: Schmitz Cargobull Gotha GmbH
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-03-22

Abstract

Für einen Anhänger, insbesondere einen Zentralachsanhänger oder einen Sattelanhänger mit einer Mehrachsanordnung, insbesondere einer Tandemachse oder Tridemachse wird vorgeschlagen, eine Luftfederanordnung in wenigstens zwei jeweils einer der Achsen zugeordnete Teilfederanordnungen aufzuteilen, welche getrennt voneinander mit unterschiedlichen Luftdrücken betrieben werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, in einem unteren Lastbereich im wesentlichen nur die hintere der Achsen zur Abstützung des Gewichts des Anhängers einzusetzen, bis in den zugeordneten Luftfederbälgen ein Maximaldruck erreicht ist, und erst danach bei weiter steigender Last den Druck in den Luftfederbälgen der vorderen Achse zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anhänger, insbesondere in Form eines Zentralachsanhängers oder Sattelanhängers.
Zentralachsanhänger mit Tandemachse enthalten eine erste und eine zweite Achse mit jeweils an gegenüber liegenden Seiten angeordneten Rädern, wobei die beiden Achsen bezüglich der Längsrichtung des Anhängers nahe beieinander liegend ungefähr in der Fahrzeugmitte liegen. Die Achsen sind nicht gelenkt und die Zugdeichsel ist bezüglich des Chassis in unveränderlicher Richtung ausgerichtet. Die Achsen sind gegenüber dem Chassis des Anhängers durch eine Luftfederanordnung federnd abgestützt. Mittels der Luftfederanordnung kann das Chassis durch Zuführen oder Ablassen von Druckluft in bzw. aus Luftfederbälgen relativ zu den Achsen in der Höhe verstellt werden. Insbesondere kann für den Fahrbetrieb eine Fahrhöhe des Chassis über der Fahrbahn eingestellt werden, was automatisch mittels einer Steuereinrichtung erfolgen kann, welcher ein Signal eines Höhensensors zugeleitet ist, und welche zur Ansteuerung von Druckluftventilen eingerichtet ist, um die von dem Höhensensor gemessene Höhe auf eine Sollhöhe einzustellen. Die in Fahrtrichtung vorne liegende erste Achse kann als Liftachse ausgeführt sein, welche bei geringer Achslast angehoben sein kann. Bei abgesenkter Liftachse sind die Luftfedern beider Achsen mit einheitlichem Luftdruck beaufschlagt. Bekannt sind ferner auch Zentralachsanhänger mit einer Tridem-Achsanordnung, welche drei in Längsrichtung bei der Anhängermitte nahe beieinander liegende Achsen aufweist.
Nutzfahrzeuganhänger mit luftgefederten Achsen sind insbesondere auch bei Sattelauflieger-Anhängern, kurz auch als Sattelanhänger oder Sattelauflieger bezeichnet, gebräuchlich, wobei zwei oder drei Achsen an dem der Sattelkupplung entgegen gesetzten Heck des Anhängers liegen und insbesondere bei drei Achsen die in Fahrtrichtung erste Achse als Liftachse ausgeführt sein kann. In der EP 2 138 333 A1 oder der EP 2 168 788 A1 ist vorgeschlagen als Anfahrhilfe die Sattelstützlast vorübergehend zu erhöhen, indem die Achslast der ersten Achse durch Entlüften der zugeordneten Luftfederbälge verringert und dadurch Kraft auf die Sattelplatte verlagert wird. Ein sogenanntes „Load Spread Programm” der Schmitz Cargobull AG sieht vor, die in Fahrtrichtung letzte, hinterste Achse durch Balgentlüftung zu entlasten, um die Stützlast an der Sattelkupplungsplatte zu verringern. Belastete Achsen sind mit untereinander gleichem Luftdruck der zugeordneten Luftfederanordnungen beaufschlagt.
Während Sattelauflieger-Anhänger durch den großen frontseitigen Überhang über die Radachsen immer mit hoher Last auf der Sattelkupplung aufliegen, ist bei Zentralachsanhängern das Gesamtgewicht weitgehend auf den Zentralachsen abgestützt. Zentralachsanhänger sind im Fahrbetrieb frontseitig mit einer Zugdeichsel in einem Kupplungsmaul eines Zugfahrzeugs gehalten und mit einer Stützkraft, für welche ein Bereich von beispielsweise 2,5 kN bis 10 kN zulässig ist, vertikal abgestützt. Der Stützkraftbereich kann bei variierender Beladung des Anhängers durch angemessene Verteilung des Ladeguts eingehalten werden. Um auch bei einer unvermeidbaren Heckbelastung des Anhängers wie beispielsweise einem am Heck außerhalb der Ladefläche gehaltenen sogenannten Mitnahmestapler eine Mindeststützkraft einhalten zu können, können im Frontbereich, z. B. auf der Deichsel, Ausgleichsgewichte angeordnet werden, welche aber unter Berücksichtigung des maximalen Gesamtgewichts des Anhängers die zulässige Nutzlast mindern. Insbesondere bei dem Hecktransport von Mitnahmestaplern können Zentralachsanhänger unsichere Fahreigenschaften zeigen. Auch bei Sattelanhängern beeinflusst die Lastverteilung und evtl. das Mitführen eines Mitnahmestaplers die Stützlast an der Sattelkupplung und die Fahreigenschaften des Anhängers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem an einem Zugfahrzeug angehängten Anhänger, insbesondere einem Zentralachsanhänger mit einer Zentralachsanordnung oder einem Sattelanhänger die Fehlbelastung der Abstützung am Zugfahrzeug und die Gefahr durch unsichere Fahreigenschaften bei ungünstiger Beladung zu verringern.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist auf Anhänger mit zwei oder drei nahe beieinanderstehenden Achsen anwendbar. Nachfolgend ist, soweit nicht explizit angegeben, primär die Ausführung mit zwei nahe beieinanderstehenden Achsen, die auch als Tandemachsen bezeichnet sind, erläutert. Die Ausführungen sind, soweit nicht offensichtlich unzutreffend, in analoger Weise auf Anhänger mit einer Tridem-Achsanordnung mit drei Achsen übertragbar. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, die Luftfederanordnungen zu zwei unmittelbar benachbarten Achsen einer Tridem-Achsanordnung einheitlich anzusteuern oder die für die hintere und vordere Achse einer Tandem-Achsanordnung beschriebene Steuerung der Luftfederanordnungen zweier Achsen auf die hinterste und die vorderste Achse einer Tridem-Achsanordnung zu übertragen.
Durch die über den gesamten Bereich des möglichen Gesamtgewichts des Anhängers getrennte Beaufschlagung der Teilfederanordnungen mit lastabhängig zwischen den beiden Teilfederanordnungen verschiedenen Luftdrücken, welche jeweils einer der beiden Achsen der Tandemachse zugeordnet sind, lässt sich auf besonders einfache und vorteilhafte Weise unter Verwendung von ohnehin vorhandenen steuerbaren Druckluftventilen eine günstigere Verteilung des Gesamtgewichts des Anhängers auf Deichsel bzw. Sattelplatte und beide Tandemachsen erreichen und die Fahrsicherheit der Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination im Mittel verbessern, insbesondere die Gefahr besonders kritischer Situationen verringern.
Als unbelastete Achse sei nachfolgend eine Achse bezeichnet, welche entweder bei Ausführung als Liftachse angehoben ist oder bei welcher die Luftbalge der Luftfederanordnung nur mit einem minimalen, für einen sicheren Bodenkontakt der Räder dieser Achse erforderlichen Restdruck beaufschlagt sind. Die Tragkraft einer in diesem Sinne entlasteten Achse sei vernachlässigt.
Zur gezielten Steuerung der Luftdrücke in den Luftbalgen der Luftfederanordnungen sind steuerbare Ventile, Drucksensoren und elektronische Steuereinrichtungen bei Tandemachsanhängern an sich bekannt, so dass weitgehend auf vorhandene Komponenten zurückgegriffen werden kann.
Im nachfolgenden sei unter der Angabe eines zunehmenden oder abnehmenden Gesamtgewichts die angenommene Situation verstanden, dass durch Erhöhen oder Verringern der Zuladung des Anhängers sich dessen aus Leergewicht und Zuladung zusammen gesetztes Gesamtgewicht ändert, wobei zur Erläuterung von einer quasikontinuierlichen gleitenden Variation ausgegangen sei, welche auch einer Steuervorschrift in der Steuereinrichtung zugrunde liegen kann. Ein Mitnahmestapler sei dabei gleichfalls als Zuladung in diesem Sinne verstanden.
In erster vorteilhafter Ausführung ist für die vom Gesamtgewicht des Anhängers abhängige Steuerung vorgesehen, dass

– bei leerem Anhänger und minimalem Gesamtgewicht die vordere der Tandemachsen durch die Steuereinrichtung entlastet ist und nur die hintere Tandemachse belastet ist,
– bei zunehmendem Gesamtgewicht die vordere Achse entlastet bleibt und nur die hintere Achse die Achslast des ansteigenden Gesamtgewichts abfängt, wofür der Luftdruck in den Luftbalgen der Luftfederanordnung der hinteren Tandemachse erhöht wird, bis bei einer ersten Gewichtsschwelle in der Luftfederanordnung der hinteren Tandemachse ein vorgegebener Druckwert erreicht ist, welcher als erster maximaler Druckwert bezeichnet ist,
– bei über die erste Gewichtsschwelle hinaus weiter zunehmendem Gesamtgewicht der Luftdruck in der hinteren Luftfederanordnung durch die Steuereinrichtung im wesentlichen auf dem ersten maximalen Druckwert gehalten und der Luftdruck in der vorderen Luftfederanordnung erhöht wird bis zu einem zweiten maximalen Druckwert, welcher typischerweise zumindest annähernd gleich dem ersten maximalen Druckwert ist.

Bei abnehmendem Gesamtgewicht steuert die Steuereinrichtung die steuerbaren Ventile in umgekehrtem Verlauf in der Weise, dass unter Beibehaltung des ersten maximalen Druckwerts in der hinteren Luftfederanordnung zuerst der Luftdruck in der vorderen Luftfederanordnung verringert wird, bis die vordere Tandemachse entlastet ist, und danach bei weiter abnehmendem Gesamtgewicht unter Beibehaltung der Entlastung der vorderen Tandemachse der Luftdruck der hinteren Luftfederanordnung verringert wird.
Eine solche Ausführung ist insbesondere vorteilhaft für Anhänger mit einem heckseitig angehängten Mitnahmestapler oder einem anderen Flurförderfahrzeug. Der Anhänger weist hierfür im Heckbereich Aufnahmeeinrichtungen für ein solches Flurförderfahrzeug auf. Durch die vorstehend beschriebene Steuerungsvorschrift in Abhängigkeit vom Gesamtgewicht des Zentralachsanhängers wird vorteilhaft berücksichtigt, dass bei einem mit einem Mitnahmestapler heckseitig belasteten Anhänger die Längsposition des Schwerpunkts des Gesamtgewichts insbesondere bei geringer zusätzlicher Zuladung nahe an die hintere Tandemachse rücken und bei gleichmäßiger Belastung beider Tandemachsen die Belastung der Zugfahrzeugkupplung bzw. Sattelplatte ungünstig niedrig ausfallen kann, wodurch die Fahrstabilität des Zugfahrzeug-Anhänger-Gespanns beeinträchtigt sein kann. Bei weiterer Zuladung verlagert sich durch die typische Verteilung der Zuladung auf der Ladefläche des Anhängers die Längsposition im Regelfall weiter in Richtung der vorderen Tandemachse, so dass deren ansteigende Belastung vorteilhafterweise einer unerwünscht starken Zunahme der Belastung der Zugfahrzeugkupplung bzw. Sattelplatte günstig entgegen wirkt.
Mit der beschriebenen Art der getrennten Steuerung der Luftdrücke der Luftfederanordnungen der beiden Tandemachsen ist damit bei einem Tandemachsanhänger, insbesondere einem kostengünstigeren Tandemachsanhänger ohne Liftachse mit einem heckseitig in vorbereiteten Aufnahmen gehaltenem Flurförderfahrzeug nach Art eines Mitnahmestaplers auf einfache Weise die Einhaltung der auf die Zugfahrzeugkupplung bzw. Sattelplatte wirkenden Stützlast auf einen vorteilhaft engen Bereich möglich.
In vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, abweichende Beladungssituationen, insbesondere eine Verwendung des Tandemachsanhängers ohne heckseitige Belastung durch einen Mitnahmestapler in der Weise besonders zu berücksichtigen, dass neben der beschriebenen Art der getrennten Luftdrucksteuerung der beiden Luftfederanordnungen, welche hierfür nachfolgend als Staplervariante bezeichnet sei, auch eine alternative, nachfolgend als Standardvariante bezeichnete Steuerungsart in Form der herkömmlichen Drucksteuerung mit einheitlicher Druckbeaufschlagung beider Luftfederanordnungen vorgesehen ist und eine Drucksteuerung der Luftfederanordnungen alternativ nach der Staplervariante oder der Standardvariante erfolgt.
Die Wahl zwischen den wenigstens zwei Varianten der Drucksteuerung kann in erster Ausführung über eine Bedieneinrichtung durch einen Benutzer vorgenommen werden, wodurch auch eine andere ungewöhnliche Beladungssituationen durch den Benutzer berücksichtigt und die Wahl der Steuerungsvariante danach vorgenommen werden kann. In vorteilhafter Ausführung kann vorgesehen sein, mittels einer Sensoreinrichtung zu detektieren, ob ein Mitnahmestapler am Heck des Tandemachsanhängers mitgeführt wird oder nicht und nach Maßgabe der Sensoreinrichtung die Staplervariante oder die Standardvariante der Drucksteuerung in der Steuereinrichtung einzustellen.
Zusätzlich zu der Staplervariante und der Standardvariante der Steuerungsvorschrift können in der Steuereinrichtung weitere Steuerungsvorschriften wählbar vorgebbar sein, um dem Benutzer bei besonderen Zuladungssituationen eine darauf abgestimmte Steuerungsvariante anbieten zu können. Insbesondere kann beispielsweise eine Standardvariante einer Steuerung vorgesehen sein, welche der herkömmlichen Steuerung mit gleichmäßiger Druckbeaufschlagung aller Luftbälge zu allen auf der Fahrbahn abrollenden Rädern entspricht. In anderer oder zusätzlicher Ausführung kann eine Steuerungsvariante für stark frontlastige Beladung als wählbare Steuerungsvariante vorgesehen sein.
In vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung die Ermittlung von Messwerten zu einer gegebenen Beladungssituation durchführt und aus solchen Messwerten nach abgespeicherten Bewertungsvorschriften Soll-Druckwerte für jede der beiden Luftfederanordnungen ableitet und die Steuerventile zur Einstellung dieser abgeleiteten Soll-Druckwerte entsprechend ansteuert, wobei solche Soll-Druckwerte insbesondere zur Einstellung der Stützlast an der Kupplung des Zugfahrzeugs auf einen für die gegebene Beladungssituation günstigen Wert oder Bereich ausgerichtet sind. Die Messwerte können insbesondere Werte des Luftdrucks in den beiden Luftfederanordnungen sein, wobei vorteilhafterweise in einem Messdurchlauf mehrere unterschiedliche Drucksituationen eingestellt werden, welche sich in Wertepaaren der Druckwerte der hinteren Luftfederanordnung und der vorderen Luftfederanordnungen unterscheiden und Messvorgänge bei den mehreren verschiedenen Drucksituationen ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein erstes Druckwertepaar als gleiche Druckwerte bei einheitlicher Druckbeaufschlagung beider Luftfederanordnungen ermittelt werden. Andere Wertepaare können bei in den beiden Luftfederanordnungen ungleichen Luftdrücken bestimmt werden. Ein zweites Druckwertepaar kann beispielsweise durch Vorgabe eines maximalen oder minimalen Drucks für die hintere Luftfederanordnung und Messung des dabei erforderlichen Druckwerts in der vorderen Luftfederanordnung, ein drittes Wertepaar durch Vorgabe eines maximalen oder minimalen Druckwerts für die vordere Luftfederanordnung und Messung des dabei erforderlichen Drucks in der hinteren Luftfederanordnung bestimmt werden. Für weitere Druckverhältnisse können weitere Druckwertepaare bestimmt werden.
Die Ermittlung von Druckwerten als Messwerte erfolgt dabei immer im Federungsbereich der Luftfederanordnungen, bei welchen die jeweils betrachtete Achse durch die Luftfederanordnung federnd abgestützt ist, also nicht an festen Endanschlägen der zulässigen Achsbewegung anliegt. Insbesondere kann für die Druckmessung bei verschiedenen Druckverhältnissen jeweils eine definierte Höhenlage einer Achse relativ zu dem Chassis des Anhängers eingestellt werden, wie dies auch bei der gebräuchlichen Druckeinstellung mit einheitlicher Druckbeaufschlagung geschieht. Die Mittel zur Messung der Höhenlage einer Achse sind in der Regel bei einer steuerbaren Luftfederung bereits vorhanden.
Für die Ermittlung von getrennten, an eine bestimmte Beladungssituation angepassten Druckwerten für die beiden Luftfederanordnungen können auch Messwerte aus dem Zugfahrzeug, insbesondere Druckmesswerte von einer Luftfederanordnung der Hinterachse des Zugfahrzeugs herangezogen und über Datenleitungen mit den Druckmesswerten von den Luftfederanordnungen des Anhängers verknüpft werden. Insbesondere können Messwerte aus dem Zugfahrzeug Änderungen in der Stützlast an der Anhängerkupplung bei Veränderung einer Messsituation im Anhänger anzeigen.
Die im Hinblick auf eine günstige Kupplungslast auf eine bestimmte Beladungssituation abgestimmten separaten Druckwerte für die Luftfederanordnungen der Tandemachsen hängen insbesondere von dem Gesamtgewicht des Anhängers und von der Längsposition des Schwerpunkts bei der gegebenen Beladungssituation ab, welche a priori unbekannt sind. Die günstigste Kupplungslast kann wiederum von der jeweiligen Zuladungssituation des Anhängers abhängen. Die Stützlast der Kupplung am Zugfahrzeug bildet eine weitere a priori unbekannte Größe, so dass bei der Ableitung von einzustellenden Druckwerten eine hinreichende Anzahl von Messwerten zu bestimmen und auszuwerten ist.
Eine Steuerungsvorschrift, nach welcher die jeweiligen beladungsabhängigen Soll-Druckwerte für die beiden Luftfederanordnungen aus den Messwerten in der Steuereinrichtung abgeleitet werden, kann in Tabellenform oder anhand einer Rechenvorschrift oder einer Mischform von beiden vorliegen. Bei Verwendung einer Rechenvorschrift können die Längspositionen der von den beiden Tandemachsen und von der Kupplung auf das Anhängerchassis stützend wirkenden Kräfte als bekannt und unveränderlich vorgegeben werden. Die Ableitung von im Hinblick auf eine günstige Stützlast an der Kupplung geeigneten Soll-Druckwerten stellt typischerweise eine Optimierungsaufgabe dar.
Die Gewinnung von Messwerten zur Ableitung von an eine Beladungssituation angepassten Soll-Druckwerten erfolgt durch die Steuereinrichtung beispielsweise durch ein vom Benutzer auslösbares Startsignal zu einem Messdurchlauf oder automatisch bei durch die Steuereinrichtung erkennbar geänderter Beladungssituation. Ein Messdurchlauf kann auch automatisch ausgelöst werden bei einem Start des Zugfahrzeugs nach einer Pause vorgebbarer Mindestdauer. Die Gewinnung von Messwerten erfolgt vorteilhafterweise bei auf im wesentlichen ebener Fläche aufstehendem Anhänger.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise im Anhänger selbst angeordnet, kann aber auch im Zugfahrzeug angeordnet sein oder Komponenten im Zugfahrzeug und im Anhänger enthalten.
Insbesondere kann bei einer Zugfahrzeug-Sattelanhänger-Kombination die Stützlast an der Sattelkupplung, welche maßgebend die Belastung der Hinterachse des Zugfahrzeugs bestimmt, aus dem Luftdruck in den der Zugfahrzeug-Hinterachse zugeordneten Luftfederbalgen abgeleitet werden und zur Einstellung von Luftdrücken in den Teilfederanordnungen der Achsen des Sattelanhängers herangezogen werden. Dies erfordert aber eine Abstimmung von Komponenten des Zugfahrzeugs mit Komponenten des Sattelanhängers. Soweit eine solche Abstimmung nicht vorausgesetzt oder gewährleistet werden kann, können die vorstehend für einen Zentralachsanhänger beschriebenen Maßnahmen auch für die autonome Luftfedersteuerung eines Sattelanhängers in gleicher Weise vorteilhaft sein Die vorstehend zu der Konstruktionsvariante des Tandemachsanhängers gemachten Ausführungen sind, soweit nicht offensichtlich unvereinbar, auch auf Zentralachsanhänger oder Sattelanhänger mit Tridemachse analog übertragbar, wobei bei der Tridemachsanordnung vorzugsweise aber nicht zwingend zwei Achsen, welche auch eine Liftachse enthalten können, gemeinsam gesteuert sind, also die Luftfederanordnungen zu diesen beiden Achsen mit gleichem, unterschiedlich zu dem Luftdruck für die weitere Achse veränderlich einstellbarem Druck beaufschlagt sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
1 einen Zentralachsachsanhänger mit Tandemachse,
2 eine schematische Darstellung pneumatischer Komponenten,
3 einen lastabhängigen Verlauf von Luftdrücken,
4 ein Ablaufschema mit Druckmessungen.
Die Erfindung ist nachfolgend an dem Beispiel eines Zentralachsanhängers mit Tandemachse veranschaulicht, ohne aber auf eine solche Bauart eines Anhängers beschränkt zu sein. Insbesondere ist die Erfindung auch bei Sattelanhängern und auf Anhängern mit Tridemachse vorteilhaft.
1 zeigt in Seitenansicht eine typische Ausführung eines Zentralachsanhängers mit Tandemachse. Eine Seitenplane ist entfernt und gibt den Blick in einen Laderaum IR frei, in welchem Transportgut TG angeordnet ist. In Fahrtrichtung vorne ist eine Zugdeichsel ZD mit einem Kupplungsauge in einem Kupplungsmaul KM eines Zugfahrzeugs gehalten, wobei von dem Zugfahrzeug lediglich ein kurzer Abschnitt des Fahrzeugrahmens ZR dargestellt ist.
Räder RA des Fahrwerks des Anhängers sind in einer Tandemachsanordnung mit einer ersten Achse A1 und einer zweiten Achse A2 gelagert, wobei die erste Achse A1 in Fahrtrichtung FR vorne und die zweite Achse A2 in geringem Abstand hinter der ersten Achse angeordnet ist. Die Achsen sind vorteilhafterweise um wenigstens zwei Raddurchmesser von hinterer und vorderer Begrenzung der Ladefläche LF beabstandet. Die Achsen sind in gebräuchlicher Weise an Radschwingen RS befestigt. Die Radschwingen RS sind in Schwingenlagern SL um horizontale, senkrecht zur Zeichenebene der 1 verlaufende Schwenkachsen schwenkbar in Lagerböcken des Anhängerchassis aufgehängt und an ihrem den Schwingenlagern SL entgegen gesetzten Ende durch Luftfederbälge B1 bzw. B2 federnd gegen den Chassisrahmen AR des Anhängers abgestützt.
Die Luftfederbälge sind über in 1 nicht mit eingezeichnete Ventile und Druckluftleitungen mit einem Druckluft-Vorratsbehälter VB verbunden und über die steuerbaren Druckluftventile kann Druckluft aus dem Vorratsbehälter VB in die Federbälge B1, B2 eingeleitet oder Druckluft aus den Federbälgen B1, B2 ins Freie abgeleitet werden.
Ein in 1 gleichfalls nicht dargestellter Höhensensor liefert an eine Steuereinrichtung ein Höhensensorsignal, welches die Höhe des Chassisrahmens AR über der Fahrbahn BO repräsentiert. Für den Fahrbetrieb regelt die Steuereinrichtung durch Zufuhr oder Abfuhr von Druckluft in die bzw. aus den Druckluftbalgen B1, B2 die Höhe auf einen. Sollwert einer Fahrhöhe ein, wobei der Luftdruck in den Federbälgen mit zunehmender Achslast zunimmt und umgekehrt. Die Höhenmessung über Sensoren und die Höhenregelung über steuerbare Druckluftventile ist gebräuchlich und in verschiedenen Ausführungen bekannt. Der Luftdruck in den Federbälgen ist geringer als der Luftdruck im Vorratsbehälter VB. Zur Begrenzung des Luftdrucks in den Federbälgen auf einen Maximalwert kann ein Druckminderer zwischen Vorratsbehälter VB und Federbälgen B1, B2 eingefügt sein.
In 1 ist dargestellt, dass am Heck des Anhängers ein Flurförderfahrzeug in Form eines sogenannten Mitnahmestaplers angehängt ist. Dieser Mitnahmestapler verschiebt den Gesamtschwerpunkt des Anhängers gegenüber der Situation ohne den Mitnahmestapler MS nach hinten.
Auf der Deichsel ZD sind Zusatzgewichte ZG angedeutet, mittels welchen der Schwerpunkt des gesamten Anhängers in Fahrtrichtung nach vorne verlagert werden kann.
Das Gesamtgewicht des Anhängers wird zum überwiegenden Teil durch die auf die Achsen A1, A2 wirkenden Kräfte F1 und F2 sowie zu einem geringeren Teil durch eine Stützkraft FD, mit welcher die Zugdeichsel auf dem Kupplungsmaul KM lastet, abgefangen. Für die Stützlast FD kann beispielsweise ein zulässiger Bereich von 2,5 kN bis 10 kN vorgegeben sein. Die maximalen Achslastkräfte F1, F2 sind demgegenüber wesentlich höher und liegen beispielsweise bei jeweils 90 kN.
Über absenkbare Bodenstützen BS kann der Anhänger in einer Parkposition vom Zugfahrzeug getrennt aufgestellt sein. Die erste Achse A1 kann als sogenannte Liftachse ausgeführt und bei geringer Beladung des Anhängers mit ihren Rädern vollständig von der Fahrbahn BO abgehoben sein, wobei dann das Gewicht des Anhängers allein durch die Achslastkraft F2 der zweiten Achse und durch die Stützkraft FD am Kupplungsmaul KM abgefangen ist.
2 zeigt einen vereinfachten Ausschnitt aus 1 mit dem Fahrwerk und den pneumatischen Komponenten zur Regelung der Fahrhöhe FH. Von dem Vorratsbehälter VB führt eine Druckluftleitung zu einem Druckbegrenzer DB, welcher den Luftdruck auf Druckluft-Zuleitungen ZL auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt und hierdurch vermeidet, dass die Federbälge B1, B2 mit dem höheren Luftdruck aus dem Vorratsbehälter versehentlich beaufschlagt und dadurch beschädigt werden können. In die Druckluftzuleitungen ZL1 zu den ersten Federbälgen B1 der ersten Achse A1 sind erste steuerbare Einlassventile E1, in die Druckluftzuleitungen ZL2 zu den zweiten Federbälgen B2 der zweiten Achse in entsprechender Weise zweite steuerbare Einlaßventile E2 eingefügt. Durch Öffnen der Einlaßventile E1 oder E2 kann Druckluft in die ersten Federbälge B1 bzw. die zweiten Federbälge B2 eingeleitet werden. Von einer Leitungsverzweigung zwischen den Einlaßventilen und den Luftfederbälgen führen Ausgangsleitungen AL1, AL2 ins Freie. In die Ausgangsleitungen AL1, AL2 sind weitere steuerbare Auslaßventile L1 bzw. L2 eingefügt. Durch Öffnen der Auslaßventile L1 oder L2 kann Druckluft aus den Federbälgen B1 bzw. B2 abgelassen werden.
Typischerweise sind bei bekannten Tandemachsanordnungen die Luftfederbälge B1, B2 mit gleichem Luftdruck beaufschlagt. Der Luftdruck in den Federbälgen variiert dann im wesentlichen linear mit dem Gesamtgewicht des Anhängers, wie dies in 3 durch einen Verlauf PG des Luftdrucks P in den Federbälgen zwischen einer minimalen Belastung Lmin und einer maximalen Belastung Lmax dargestellt ist. Der Luftdruck variiert dabei zwischen einem Minimalwert Pmin und einem Maximalwert Pmax und der Verlauf PG des Luftdrucks ist im wesentlichen linear abhängig von dem Gesamtgewicht LA des Anhängers. Bei Ausführung der ersten Achse A1 als Liftachse folgt der Druckverlauf bei bekannten Zentralachsanhängern mit Tandemachse über einen kurzen Abschnitt dem Verlauf P1 mit steilerem Anstieg und geht dann mit Absenken der Liftachse für beide Achsen in den Verlauf PG über.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, die beiden Achsen A1 und A2 bei allen auf der Fahrbahn abrollenden Rädern separat mit in der Regel unterschiedlichen Luftdrücken in den jeweils erste und zweite Teilfederanordnungen bildenden ersten Federbälgen B1 und zweiten Federbälgen B2 zu beaufschlagen. Insbesondere ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Gesamtgewicht des Anhängers die Luftdrücke in den Luftfederbälgen B1 der ersten Teilfederanordnung von den Luftdrücken in den Luftfederbälgen B2 der zweiten Teilfederanordnung verschieden verlaufen, wobei vorzugsweise gemäß einer ersten Steuerungsvorschrift in der Steuereinrichtung ausgehend von einem Minimalgewicht Lmin bei steigendem Gesamtgewicht L der Druck in den ersten Federbälgen B1 der ersten Teilfederanordnung der vorderen Tandemachse auf einem Minimalwert Pmin gehalten wird und lediglich in den Luftfederbälgen B2 der zweiten Teilfederanordnung der hinteren Tandemachse der Druck entsprechend der Kurve P2 in 3 bis zu einem maximalen Druckwert Pmax ansteigt, indem zur Regelung der Fahrhöhe FH nur den Luftfederbälgen B2 der zweiten Teilfederanordnung Druckluft aus dem Vorratsbehälter VB über die Einlaßventile E2 zugeführt wird. Bei Erreichen des maximalen Druckwerts Pmax in den Luftfederbälgen B2 der zweiten Teilfederanordnung wird der Druck in diesen Luftfederbälgen B2 konstant gehalten und bei weiter steigender Gewichtslast L wird durch Zuführung von Druckluft in die Luftfederbälge B1 der Luftdruck P1 in diesen Druckfederbälgen B1 gemäß dem in 3 mit P1 gekennzeichneten Druckverlauf erhöht, indem Druckluft in die Luftfederbälge B1 der der ersten Achse A1 zugeordneten ersten Teilfederanordnung eingeleitet wird, bis jeweils der Sollwert der Fahrhöhe FH eingeregelt ist.
Die entsprechende Steuerung der Einlaßventile und Auslaßventile erfolgt über eine Steuereinrichtung SE, welcher als Ist-Größe des Regelkreises zumindest ein Höhensignal eines Höhensensors HS zugeführt ist. Vorteilhafterweise sind zusätzlich Drucksensoren D1, D2 vorgesehen, welche die aktuellen Luftdrücke in den Luftfederbälgen B1 bzw. B2 messen und entsprechende Messwerte gleichfalls an die Steuereinrichtung SE leiten.
Eine Steuerung der ersten und zweiten Teilfederanordnung mit lastabhängigen Verläufen der Luftdrücke P1 in den ersten Luftfederbälgen B1 und P2 in den zweiten Luftfederbälgen B2 bewirkt insbesondere auf einfache und zuverlässige Weise, dass die Stützlast FD, mit welcher die Zugdeichsel auf die zugfahrzeugseitige Kupplung drückt, einen Mindestwert nicht unterschreitet.
In nicht dargestellter Variante einer Steuerungsvorschrift für eine stark frontlastige Beladung des Anhängers, insbesondere ohne Mitnahmestapler und Schwerlast im Frontbereich der Ladefläche kann in Umkehr zur in 3 dargestellten Steuerungsvorschrift vorgesehen sein, mit zunehmendem Gesamtgewicht anfänglich die hintere Achse entlastet zu belassen und den Luftdruck in der Luftfederanordnung der vorderen Achse bis zu einem Maximaldruck zu erhöhen, diesen dann zu halten und den Luftdruck in der hinteren Achse zu erhöhen.
In 4 ist ein mögliches Ablaufschema für die flexible adaptive Ermittlung und Einstellung von Luftdrücken in den beiden Luftfederanordnungen skizziert. Eine Neueinstellung kann insbesondere nach einer selbsttätigen Erkennung einer Änderung der Zuladung durch die Steuereinrichtung, grundsätzlich nach dem Neustart des Zugfahrzeugs nach einer Mindestdauer einer Stillstandszeit und/oder ein explizites, durch einen Benutzer ausgelöstes Kommando veranlaßt sein. Nach einer solchen Auslösung startet die Steuereinrichtung einen Messdurchlauf, in welchem zu mehreren unterschiedlichen Messsituationen, deren Anzahl im Beispielsfall mit N angenommen sei, jeweils Messwerte ermittelt und gespeichert werden. Die verschiedenen Messsituationen unterscheiden sich in vorteilhafter Ausführung insbesondere durch die Verhältnisse der Luftdrücke P1m in der ersten Luftfederanordnung und P2m in der zweiten Luftfederanordnung zum Messzeitpunkt. Die Messwerte sind typischerweise die dabei bestehenden Druckwerte. Die Messsituationen können beispielsweise eine Messsituation mit einheitlichen Druckwerten P1 = P2 und mehrere Messsituationen mit P1 < P2 und/oder P1 > P2 beinhalten. Nach Gewinnung von Messwerten zu einer Messsituation wird entweder zu einer weiteren, noch nicht eingestellten Messsituation gewechselt oder nach Durchlaufen aller vorgesehenen Messsituationen aus den gespeicherten Messwerten Soll-Druckwerte P1S, P2S für die beiden Luftfederanordnungen ermittelt und danach die Drücke in den Luftfederanordnungen auf die derart bestimmten Soll-Druckwerte eingestellt. Danach ist der Anhänger fahrbereit mit einer für die gegebene Beladungssituation günstigen, insbesondere innerhalb eines zulässigen Bereichs liegenden Stützlast der Anhängerdeichsel in der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs. Die eingestellten Drücke in den Luftfederanordnungen werden im Fahrbetrieb beibehalten.
Beispielsweise kann bei einer Gesamtzahl N = 3 von unterschiedlichen Messsituationen eine erste Messsituation (m = 1) der Luftdruck in allen Luftbälgen B1, B2 der beiden Teilfederanordnungen auf denselben Wert eingestellt werden, wobei dieser einheitliche Druckwert von dem Gesamtgewicht des Anhängers abhängig ist. Die beiden, in diesem Falle gleichen Druckwerte P11 der ersten Teilfederanordnung und P21 der zweiten Teilfederanordnung werden als ein erstes Wertepaar gespeichert. Für eine zweite Messsituation (m = 2) kann beispielsweise unter Beibehaltung der Fahrhöhe des Chassis der Luftdruck in den Luftbalgen B1 der ersten Teilfederanordnung abgesenkt und gleichzeitig der Luftdruck in den Luftbalgen B2 der zweiten Teilfederanordnung angehoben werden, bis entweder der Luftdruck in den Luftbalgen B1 einen vorgegebenen Minimalwert oder der Luftdruck in den Luftbalgen B2 einen Maximalwert erreicht, je nach dem, welcher der beiden Extremwerte zuerst erreicht wird. Nach Erreichen eines der beiden Extremwerte werden beide Luftdrücke als zweites Wertepaar mit P12 für die erste Teilfederanordnung und P22 für die zweite Teilfederanordnung gespeichert. Danach werden für eine dritte Messsituation (m = 3) beispielsweise die Luftdrücke in der ersten und der zweiten Teilfederanordnung so verändert, dass der Luftdruck in den Luftbalgen B1 der ersten Teilfederanordnung erhöht und zugleich unter Beibehaltung der eingestellten Fahrhöhe der Luftdruck in den. Luftbalgen B2 der zweiten Teilfederanordnung abgesenkt wird, bis wieder einer der beiden Luftdrücke einen der beiden vorgegebenen Extremwerte erreicht. Nach Erreichen eines der beiden Extremwerte werden wieder beide Luftdrücke gemessen und als drittes Wertepaar P13 für die erste Teilfederanordnung und P23 für die zweite Teilfederanordnung abgespeichert. Der Messdurchlauf ist dann mit m = N abgeschlossen und aus den drei vorliegenden Wertepaaren können Soll-Druckwerte für die erste und die zweite Teilfederanordnung abgeleitet werden, welche zu einer Stützlast auf die Zugdeichsel in dem Kupplungsmaul des Zugfahrzeugs führt, die einen gewünschten Wert annimmt bzw. in einem gewünschten Bereich liegt. Die Ableitung von Soll-Druckwerten aus mehreren Druckmessungen ist typischerweise eine Optimierungsaufgabe, welche auch Messfehlertoleranzen berücksichtigen kann. Es können auch mehr als drei Messsituationen innerhalb eines Messdurchlaufs eingestellt werden, wobei auch andere als die genannten Druckverhältnisse innerhalb der einzelnen Messsituationen einstellbar sind. Vorteilhaft ist es, wenn sich die Druckverhältnisse in den mehreren Messsituationen besonders stark voneinander unterscheiden, was durch die genannte Vorgehensweise mit Einstellung von Extremwerten in wenigstens zwei Messsituationen und einer einheitlichen Druckbeaufschlagung in einer weiteren Messsituation auf besonders vorteilhafte Weise erreicht wird.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und die Konstruktionsvariante eines Zentralachsanhängers mit Tandemachse beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2138333 A1 [0003]
EP 2168788 A1 [0003]

Claims

Anhänger mit einer Achsanordnung, welche wenigstens eine erste, vordere Achse und eine zweite, hintere Achse enthält, mit einer ein Chassis gegen die beiden Achsen abstützenden Luftfederanordnung und einer eine Fahrhöhe des Chassis durch variable Druckluftbeaufschlagung der Luftfederanordnung einstellenden Steuereinrichtung, sowie mit einer Koppelanordnung, welche mit einer Kupplungseinrichtung am Heck eines Zugfahrzeugs ausgebildet und dort mit einer Stützlast vertikal abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfederanordnung in eine erste und eine zweite Teilfederanordnung aufgeteilt ist, wobei die erste Teilfederanordnung der ersten Achse und die zweite Teilfederanordnung der zweiten Achse zugeordnet sind und wobei die erste und die zweite Teilfederanordnung über den Gesamtbereich des Gesamtgewichts des Anhängers getrennt voneinander durch die Steuereinrichtung lastabhängig mit dem Gesamtgewicht des Anhängers variierend nach einer in der Steuereinrichtung vorgegebenen Steuerungsvorschrift mit unterschiedlichen Luftdrücken beaufschlagbar sind.
Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck in der zweiten Teilfederanordnung nicht geringer ist als in der ersten Teilfederanordnung.
Anhänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Luftdruck in der zweiten Teilfederanordnung ein maximaler Druckwert vorgegeben ist.
Anhänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerungsvorschrift in der Steuereinrichtung so vorgegeben ist, dass sie lastabhängig mit von einer geringen Last ansteigender Last anfänglich nur den Luftdruck in der zweiten Teilfederanordnung erhöht.
Anhänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit ansteigender Last die Steuereinrichtung nach der ersten Steuerungsvorschrift den Luftdruck in der zweiten Teilfederanordnung bis zu dem maximalen Druckwert erhöht, bevor sie den Luftdruck in der ersten Teilfederanordnung erhöht.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Drucksensor den Luftdruck in der ersten und/oder in der zweiten Teilfederanordnung misst.
Anhänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Messdurchlaufs eingerichtet ist und dabei mehrere Messwerte ermittelt, welche vom Gesamtgewicht und von der Längsposition des Schwerpunkts des Gesamtgewichts des Anhängers abhängen, und dass die Steuereinrichtung aus den Messwerten, nach einer zweiten Steuerungsvorschrift Soll-Druckwerte zur Einstellung der Luftfederanordnungen für den Fahrbetrieb ableitet und die Drücke in den Luftfederanordnungen auf die Soll-Druckwerte einstellt.
Anhänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungsvorschrift so vorgegeben ist, dass bei Einstellung der danach abgeleiteten Soll-Druckwerte die Stützlast an der Kupplungseinrichtung des Zugfahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt.
Anhänger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Messwerte als Druckmesswerte der Luftdrücke bei verschiedenen Druckverhältnissen in den beiden Luftfederanordnungen gewinnt und während eines Messdurchlaufs mehrere verschiedene Druckverhältnisse einstellt.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Steuerungsvorschriften in der Steuereinrichtung wählbar vorgegeben sind.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass heckseitig Aufnahmen für ein Flurförderfahrzeug, insbesondere einen Mitnahmestapler ausgebildet sind.
Anhänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung zur Detektion des Vorhandenseins eines Mitnahmestaplers in den Aufnahmen vorgesehen sind und ein Sensorsignal an die Steuereinrichtung liefern.
Anhänger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung nach Maßgabe des Sensorsignals eine Auswahl zwischen wählbar vorgegebenen Steuerungsvorschriften trifft.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse als Liftachse ausgebildet ist.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsanordnung eine dritte Achse enthält, welcher eine dritte Teilfederanordnung zugeordnet ist.
Anhänger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfederanordnungen von zwei der drei Achsen mit einheitlichem Luftdruck beaufschlagt sind.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Zentralachsanhänger handelt.
Anhänger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Sattelanhänger handelt.
Nutzfahrzeuganordnung mit einem Zugfahrzeug mit einer heckseitigen Kupplungseinrichtung und mit einem Anhänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher mit einer zur Kupplungseinrichtung komplementären Koppelanordnung an das Zugfahrzeug angehängt und an diesem abgestützt ist.