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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeuganhänger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 10 2009 031 714 A1 offenbart einen Fahrzeuganhänger. Die Schwingungsdämpfer dieses Fahrzeuganhängers sind mit einer selbstpumpenden Niveauregulierung ausgestattet. Dadurch stellt sich das Fahrzeugniveau des Fahrzeuganhängers während der Fahrt selbstständig auf einen vorgegebenen Wert ein. Dies ist von Vorteil, wenn sich die Gesamtmasse des Fahrzeuganhängers durch häufiges Beladen und Entladen verändert.
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Ein Problem bei der Verwendung von konventionellen Schwingungsdämpfern mit statischen Kennwerten in Kraftfahrzeuganhängern sind hohe Beschleunigungen und geringe Federwege des Aufbaus bei geringer Beladung. Die Fahrwerkskomponenten sind hierbei auf das maximal zulässige Gesamtgewicht des Kraftfahrzeuganhängers abgestimmt um auch in kritischen Fahrsituationen bei voller Beladung optimal zu funktionieren. Bei geringer Beladung steigt daher die Geräuschemission an und es können Beschädigungen an der Ladung sowie an dem Kraftfahrzeuganhänger selbst entstehen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahrzeuganhänger bereitzustellen, dessen Fahrwerk, insbesondere dessen Schwingungsdämpfer, an den Beladungszustand des Kraftfahrzeuganhängers anpassbar ist.
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Diese vorstehende Aufgabe wird mittels des Kraftfahrzeuganhängers gemäß dem vollständigen Patentanspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben.
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Die im Folgenden erläuterten Ausführungen an einzelnen Bauteilen, insbesondere an Fahrwerkskomponenten, lassen sich auf einen Teil der Bauteile oder auf alle derartigen Bauteile des Kraftfahrzeuganhängers übertragen.
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Durch die Möglichkeit zur Verstellung der Fahrwerkskomponenten können die bereits erwähnten hohen Beschleunigungen des Aufbaus sowie die geringen Federwege des Fahrwerks verringert oder sogar verhindert werden. Das Fahrwerk des Kraftfahrzeuganhängers ist daher wesentlich besser an die äußeren Bedingungen angepasst. Diese Einflussfaktoren können beispielsweise der Beladungszustand, die Straßenverhältnisse oder die Fahrgeschwindigkeit sein. Dadurch wird die Geräuschemission, insbesondere bei gering beladenen Kraftfahrzeuganhängern, verringert, wobei zudem wirkungsvoll Beschädigungen an der Ladung oder an dem Kraftfahrzeuganhänger vermieden werden. Weiterhin verringert sich der Verschleiß, insbesondere der Verschleiß der Straße, der Fahrwerkskomponenten und des Kraftfahrzeuganhängers erheblich.
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Hierbei ist zudem zu beachten, dass eine verstellbare Fahrwerkskomponente bei einem Kraftfahrzeuganhänger wesentlich größere Auswirkungen als bei einem Kraftfahrzeug mit sich bringt. Dies liegt daran, dass die Leermasse im Verhältnis zum maximal zulässigen Gesamtgewicht bzw. die relative Zuladung bei Kraftfahrzeuganhängern wesentlich größer ist.
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Die Steuereinheit kann durch Auswerten der Sensorinformationen das Fahrzeugniveau und / oder den Fahrzustand des Kraftfahrzeuganhängers ermitteln. Daraufhin kann die Steuereinheit die verstellbare Fahrwerkskomponente, dabei insbesondere die Dämpfkraft, die Federkraft und / oder das Niveau des Kraftfahrzeuganhängers, an den ermittelten Fahrzustand anpassen. Die Sensoren können beispielsweise Beschleunigungen, Gierraten bzw. Drehraten, Achswege oder Winkeländerungen des Kraftfahrzeuganhängers messen.
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Alle im Folgenden erläuterten verstellbaren Federelemente können von der Steuereinheit verstellt oder eingestellt werden.
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Durch Verstellung der Fahrwerkskomponenten kann unter anderem die Dämpfkraft und die Federkraft geändert werden. Zudem ist es auch möglich das Niveau der gefederten Massen zu verändern. Eine Verstellung kann hierbei insbesondere elektronische, hydraulische oder pneumatische Mittel erfolgen.
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Die Fahrwerkskomponente ist hierbei einerseits mit ungefederten Massen und andererseits mit den gefederten Massen wirkverbunden. Die ungefederten Massen können beispielsweise durch Reifen, Räder gebildet sein. Ein Rad kann beispielsweise einzeln mit einer Fahrwerkskomponente wirkverbunden sein. Es ist zudem auch möglich zwei oder mehrere Räder über eine Achse zu verbinden um anschließend eine Wirkverbindung mit einer Fahrwerkskomponente herzustellen. Eine derartige Fahrwerkskomponente kann unter anderem durch ein Federbein oder einen Schwingungsdämpfer und ein Federelement ausgebildet sein. In einer anderen Variante kann jedes Rad eine eigene Fahrwerkskomponente in Form einer Einzelradaufhängung aufweisen. Die gefederten Massen können beispielsweise durch einen Aufbau ausgebildet sein, der unter anderem die Ladefläche oder den Laderaum, sowie einen Rahmen oder ein Gestell umfassen kann.
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Der Kraftfahrzeuganhänger wird bzw. ist im Betriebszustand über eine Kuppelvorrichtung mit einem Zugfahrzeug verbunden, beispielsweise eine Anhängerkupplung. Zudem kann der Kraftfahrzeuganhänger über Verbindungen mit einem elektrischen, pneumatischen und / oder einem hydraulischen System des Zugfahrzeugs verbunden werden. Bei Gelenkbussen kann der Kraftfahrzeuganhänger, beispielsweise ein Nachlaufwagen, auch dauerhaft mit dem Zugfahrzeug verbunden sein. Bei dem Kraftfahrzeuganhänger kann es sich hierbei insbesondere um einen Auflieger für ein Nutzkraftfahrzeug handeln, insbesondere einen LKW.
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Eine Teilanzahl der Sensoren oder auch alle Sensoren können in die Steuereinheit bzw. in das Gehäuse der Steuereinheit integriert sein. Hierdurch können Kosten und Bauraum gespart werden. Es ist jedoch auch möglich alle der Sensoren oder nur eine Teilanzahl der Sensoren an einer beliebigen Stelle an dem Kraftfahrzeuganhänger anzuordnen.
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Mit besonderem Vorteil ist die Steuereinheit mit einer Hauptsteuereinheit eines Kraftfahrzeugs, an welches der Kraftfahrzeuganhänger angekoppelt werden kann, verbindbar, um Daten von dieser zu erhalten oder Daten mit dieser auszutauschen. Dadurch kann die Steuereinheit ebenso auf den Fahrzustand des Zugfahrzeugs zugreifen um weitere Parameter zu erhalten, die zur Verstellung oder zur Einstellung der Fahrwerkskomponente beitragen können. Zudem kann die Steuereinheit, je nach Ausführungsvariante, auch Daten an die Hauptsteuereinheit übertragen. Dadurch ist es möglich den Fahrzustand des kompletten Fahrzeuggespanns zu überwachen und dessen Fahrwerkskomponenten optimal an die äußeren Bedingungen anzupassen.
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Weiterhin kann die Steuereinheit einen Sicherheitsmechanismus aufweisen um die Funktion des Fahrwerks bzw. der Fahrwerkskomponente zu gewährleisten. Diese Sicherheitsfunktion kann dann aktiviert werden, wenn die Verbindung zu der Hauptsteuereinheit unterbricht, oder die Steuereinheit von der Hauptsteuereinheit fehlerhafte Werte erhält.
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Die Steuereinheit kann hierbei ebenso mit weiteren Regelsystemen wie beispielsweise EBS, elektronisches Bremssystem, oder ESP, elektronisches Stabilitätsprogramm, verknüpft sein, um möglichst viele Informationen mitverarbeiten zu können.
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Die Steuereinheit kann beispielsweise während des Ankuppelvorgangs des Kraftfahrzeuganhängers mit dem Zugfahrzeug über eine elektronische Leitung mit einer Stromversorgung und / oder mit der Hauptsteuereinheit verbunden werden.
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Die Steuereinheit kann jedoch auch unabhängig von anderen Systemen ausgebildet sein und autonom oder autark arbeiten. Bei autarkem Betrieb ist die Stromversorgung der Steuereinheit innerhalb des Kraftfahrzeuganhängers angeordnet, wobei die Steuereinheit bei autonomem Betrieb von einer Stromversorgung innerhalb des Zugfahrzeugs gespeist wird. Ein autarker oder autonomer Betrieb ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein derartiger Kraftfahrzeuganhänger in Verbindung mit einem älteren Zugfahrzeug betrieben wird, welches keine entsprechende Hauptsteuereinheit aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest die Dämpfkraft und / oder die Federkraft der Fahrwerkskomponente verstellt.
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Günstigerweise weist die Fahrwerkskomponente zumindest einen Schwingungsdämpfer und ein Federelement auf. Der Aufbau ist hierbei über die Federelemente gegenüber den ungefederten Massen gelagert, wobei der Schwingungsdämpfer die Bewegungen, insbesondere die Schwingungsbewegungen der Federelemente dämpft. Dabei können der Schwingungsdämpfer und das Federelement in Kombination als Federbein ausgebildet sein. Weitere Varianten sind ebenfalls möglich.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass lediglich der Schwingungsdämpfer der Fahrwerkskomponente verstellbar ausgebildet sein kann. Zudem kann auch lediglich das Federelement verstellbar ausgebildet sein. In einer Variante kann das Federelement in Form einer Luftfeder ausgeführt sein.
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In einer vorteilhaften Variante weist der Kraftfahrzeuganhänger eine Radanordnung mit zumindest vier Rädern auf, wobei zumindest zwei sich gegenüberliegende Räder mit der verstellbaren Fahrwerkskomponente ausgerüstet sind. Die Räder können dabei einzeln oder in einer Kombination, beispielsweise eine Achse mit zwei Rädern, durch eine Fahrwerkskomponente mit dem Aufbau wirkverbunden sein. Je nach Ausführung können die zumindest zwei Räder mit verstellbarer Fahrwerkskomponente direkt oder diagonal gegenüberliegend zueinander angeordnet sein. Die weiteren Fahrwerkskomponenten können weiterhin mit statischen Einstellungen verbleiben. Verstellt die Steuereinheit nun die verstellbaren Fahrwerkskomponenten, so verändert sich die Gesamteinstellung der Radanordnung. Die Verstellung mindestens zweier Fahrwerkskomponenten beeinflusst daher die komplette Radanordnung.
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Es ist auch möglich alle Fahrwerkskomponenten des Kraftfahrzeuganhängers verstellbar auszubilden.
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Die verstellbar ausgebildeten Fahrwerkskomponenten sind frei wählbar. Bei einer Anordnung mehrerer Räder an einer Achse ist es jedoch von Vorteil, wenn alle Fahrwerkskomponenten, die an dieser Achse angeordnet sind, verstellbar ausgebildet sind.
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Eine Radanordnung kann hierbei von allen Rädern des Kraftfahrzeuganhängers gebildet sein oder auch nur durch eine Teilanzahl der Räder des Kraftfahrzeugs, die beispielsweise räumlich benachbart zueinander angeordnet und / oder miteinander wirkverbunden sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Zugfahrzeug mit einem Kraftfahrzeuganhänger;
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2 ein weiteres Zugfahrzeug mit einem weiteren Kraftfahrzeuganhänger;
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3 einen schematisch dargestellten Kraftfahrzeuganhänger;
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4 eine weitere Variante des schematischen Kraftfahrzeuganhängers aus 2;
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5 ein Gelenkbus mit Nachlaufwagen.
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Im Folgenden werden gleichwirkende Mittel oder gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugsziffern versehen.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Gespann 10 aus einem Zugfahrzeug 12 und einem Kraftfahrzeuganhänger 14, die miteinander wirkverbunden sind. Dabei zeigt die 1 insbesondere einen Auflieger 14, der in seinem vorderen Bereich, in der Figur links, eine Kupplung zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug 12 und in seinem hinteren Breich, in der Figur rechts, eine Radanordnung 16, die hier drei Achsen aufweist. In 2 sind stattdessen zwei Radanordnungen 16 mit jeweils einer Achse in einem vorderen und einem hinteren Bereich des Kraftfahrzeuganhängers 14 angeordnet. Ein Paar von Rädern ist hierbei jeweils gegenüberlegend angeordnet und über eine Achse miteinander wirkverbunden. Der Auflieger 14 aus 1 wird somit in seinem vorderen Bereich über das Fahrwerk des Zugfahrzeugs 12 getragen, wobei sich der Kraftfahrzeuganhänger 14 aus 2 vollständig über sein eigenes Fahrwerk gegenüber einem Untergrund abstützt.
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Eine schematische Ausführungsvariante des Kraftfahrzeuganhängers 14 aus 2 ist in der 3 dargestellt. Dabei ist ein vereinfachter Aufbau 18 über ein Fahrwerk mit Fahrwerkskomponenten, hierbei insbesondere Schwingungsdämpfer 20, mit mehreren Achsen 22 und Rädern 24 wirkverbunden. Die drei dargestellten Achsen 22 mit den Rädern 24 bilden hierbei eine Radanordnung 16.
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Der Übersichtlichkeit halber sind in 2 lediglich Schwingungsdämpfer 20 als Fahrwerkskomponente dargestellt. Grundsätzlich können Schwingungsdämpfer und Federelemente gemeinsam oder getrennt voneinander ausgebildet sein, wobei jeweils die Schwingungsdämpfer und / oder die Federelemente verstellbar ausgebildet sein können. Dies gilt ebenso für die Ausführungen zur 4.
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Eine der Achsen 22 ist dabei gegenüber den anderen mit verstellbaren Schwingungsdämpfern 26 anstelle von konventionellen, statisch eingestellten Schwingungsdämpfern 28 ausgestattet. Die verstellbaren Schwingungsdämpfer 26 sind dabei über Leitungen 30 mit der Steuereinheit 32 verbunden. Dabei sind Sensoren 34 in dieser Ausführungsvariante innerhalb der Steuereinheit 32 angeordnet. Die Steuereinheit kann die verstellbaren Schwingungsdämpfer 26 über die Leitungen 30 ansteuern und verstellen, um diese an den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeuganhängers 14 anzupassen. Die Steuereinheit 32 selbst ist hierbei über Versorgungsleitungen 36 mit einer nicht gezeigten Stromquelle verbunden. Diese Stromquelle kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeuganhänger 14 selbst oder in dem Zugfahrzeug 12 angeordnet sein. Die Versorgungsleitungen 36 werden in diesem zweiten Fall während oder nach dem Ankoppelvorgang des Kraftfahrzeuganhängers 14 an die Stromquelle des Zugfahrzeugs 12 angeschlossen.
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Durch Veränderung der Eigenschaften der verstellbaren Schwingungsdämpfer 26, beispielsweise der Dämpfkraft, wird die Gesamtdämpfkraft der Radanordnung 16 verändert.
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Eine Weiterbildung des in 3 gezeigten Kraftfahrzeuganhängers 14 ist in der 4 dargestellt. Hierbei werden lediglich die Unterschiede aufgezeigt, wobei lediglich Bezugsziffern an den veränderten Stellen angebracht werden. Fehlende Bezugsziffern können daher aus der 3 übernommen werden.
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Man kann erkennen, dass hierbei alle Achsen 22 der Radanordnung 16 mit verstellbaren Schwingungsdämpfern 26 bestückt sind. Diese weiteren verstellbaren Schwingungsdämpfer 26 weisen nun ebenso Leitungen 30 auf, mit denen eine Verbindung zu der Steuereinheit 32 hergestellt wird. Zudem wurde zumindest ein Teil der Sensoren 34 aus der Steuereinheit 32 entnommen und an mehreren verschiedenen Stellen an dem Kraftfahrzeuganhänger 14 angeordnet. Dabei ist eine Anzahl an Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, vorzugsweise an den Ecken des Kraftfahrzeuganhängers 14 verteilt angeordnet, wobei ein Drehratensensor vorzugsweise in der Steuereinheit 32 angeordnet ist. Neben den Versorgungsleitungen 36 weist die Steuereinheit 32 nun auch Übertragungsleitungen 38 auf, die beispielsweise eine Verbindung mit einem nicht dargestellten Hauptsteuergerät des Zugfahrzeugs 12 herstellen können.
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Je mehr Schwingungsdämpfers des Kraftfahrzeuganhängers verstellbar sind, desto genauer kann das Fahrwerk des Kraftfahrzeuganhängers auf die verschiedenen Fahrzustände angepasst werden. Zudem erhöhen sich dadurch die möglichen Einstellbereiche des Fahrwerks.
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In der 5 ist eine weitere Variante eines Zugfahrzeugs 12 mit einem Kraftfahrzeuganhänger 14. Der Bus ist hierbei das Zugfahrzeug 12, wobei der Nachlaufwagen den Kraftfahrzeuganhänger 14 darstellt. Dieses Gespann ist im Vergleich mit den vorigen Ausführungen dauerhaft miteinander verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gespann
- 12
- Zugfahrzeug
- 14
- Kraftfahrzeuganhänger
- 16
- Radanordnung
- 18
- Aufbau
- 20
- Schwingungsdämpfer
- 22
- Achse
- 24
- Rad
- 26
- verstellbarer Schwingungsdämpfer
- 28
- statisch / konventionell eingestellter Schwingungsdämpfer
- 30
- Leitung
- 32
- Steuereinheit
- 34
- Sensoren
- 36
- Versorgungsleitung
- 38
- Übertragungsleitungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009031714 A1 [0002]
