-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Sattelkupplung und einer Hinterachse an einem Fahrzeugrahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Es ist bekannt, dass Sattelzüge, welche aus einer Zugmaschine und einem Auflieger bestehen, durch eine auf der Zugmaschine angeordnete Sattelkupplung und einen am Auflieger angeordneten Zugsattelzapfen (so genannter Königszapfen) miteinander verbunden werden. Die Zugmaschine weist einen Längsträger umfassenden Fahrzeugrahmen auf, an welchem mindestens eine angetriebene Hinterachse befestigt, d. h. durch Längs- und Querlenker geführt ist. Dabei nehmen die Längslenker Längskräfte auf und übertragen diese von der Fahrzeugachse auf den Fahrzeugrahmen. Die Querlenker, die bei bestimmten Ausführungsformen als Dreieckslenker ausgebildet sind, nehmen quer zur Fahrtrichtung wirkende Kräfte auf und sind in Fahrtrichtung schräg oder diagonal angeordnet. Die Sattelkupplung ist in Fahrtrichtung gesehen vor der Hinterachse angeordnet, wobei der Abstand zwischen Mitte Sattelkupplung und Mitte Hinterachse als Sattelvormaß bezeichnet wird. Letzteres kann, um die Verteilung der Achslasten zu verändern, variiert werden. Beispielsweise ergibt sich bei einer Vergrößerung des Sattelvormaßes eine stärkere Belastung der Hinterachse der Zugmaschine und eine Entlastung der Achsen des Aufliegers. Da über die Sattelkupplung erhebliche Kräfte in den Fahrzeugrahmen eingeleitet werden, ist dieser im Bereich der Sattelkupplung versteift, insbesondere durch einen zwischen den Längsträgern angeordneten Querträger. Ein Problem kann sich dann ergeben, wenn das Sattelvormaß reduziert werden soll, jedoch die Länge der Lenkerstreben aus kinematischen Gründen erhalten bleiben soll.
-
Die Erfindung umfasst die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Querträger, welcher im Bereich der Sattelkupplung, insbesondere unterhalb der Sattelkupplung angeordnet ist, ein Profil mit einer in Fahrtrichtung vorderen und einer in Fahrtrichtung hinteren Stegwand, auch Vorder- und Rückseite genannt, aufweist, wobei es sich um ein geschlossenes oder ein offenes Profil handeln kann. Die Querlenker, d. h. die Querkräfte aufnehmenden Lenker sind an der in Fahrtrichtung vorderen Stegwand angelenkt und durchsetzen die in Fahrtrichtung hintere Stegwand. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Verkürzung des Sattelvormaßes die Lenkerlänge und damit die kinematischen Eigenschaften des Querlenkers erhalten bleiben, ohne dass der Querträger in Fahrtrichtung versetzt werden muss. Vielmehr kann der Querträger weiterhin im Bereich der Sattelkupplung, insbesondere unterhalb der Sattelkupplung angeordnet werden, so dass eine maximale Versteifung des Fahrzeugrahmens im Bereich der Sattelkupplung erreicht wird.
-
Nach einer Ausführungsform weisen die in Fahrtrichtung hinteren Stegwände Durchbrüche auf, welche von den Lenkern durchsetzt werden. Die Durchbrüche sind dabei derart bemessen, dass die Auslenkung der Lenker beim Ein- und Ausfedern der Achse nicht behindert wird.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Profil des Querträgers als Hohlprofil ausgebildet, wobei das Hohlprofil im Wesentlichen – mit Ausnahme der Durchbrüche – geschlossen ist. Das Hohlprofil kann beispielsweise als Kreis-, Oval-, Rechteck- oder als quadratisches Profil ausgebildet sein. Somit werden beispielsweise bei einem quadratischen Profil die vorderen Stegwände durch senkrecht verlaufende Wände, an welchen die Enden der Querlenker angelenkt sind, und die in Fahrtrichtung hinteren Stegwände ebenfalls durch senkrechte Wände, welche die Durchbrüche für die Lenker aufweisen, gebildet.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die als Streben ausgebildeten Querlenker einen Dreieckslenker, welcher einen gemeinsamen, achsseitig angelenkten Anlenkpunkt und zwei rahmenseitig angelenkte Anlenkpunkte aufweist. Der gemeinsame Anlenkpunkt ist mittig auf der Hinterachse angeordnet, während die beiden einzelnen Anlenkpunkte jeweils im äußeren Bereich des Querträgers, d. h. in unmittelbare Nähe der Längsträger angeordnet sind. Damit ergibt sich eine schräg oder diagonal verlaufende Richtung der Streben, die somit Querkräfte, die senkrecht zur Fahrtrichtung wirken, übertragen können. Der Dreieckslenker wird daher auch als Querlenker bezeichnet, welcher sich in einer oberen Ebene, d. h. oberhalb der Achsmitte befindet, während zwei seitlich angeordnete, in Längsrichtung verlaufende Längslenker in einer unteren Ebene, d. h. unterhalb der Achsmitte angeordnet sind. Mit den beiden Längslenkern und dem Dreieckslenker ist die Hinterachse kinematisch bestimmt gegenüber dem Fahrzeugrahmen geführt. Die Federung wird durch separate Federelemente übernommen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in der vorderen Stegwand Durchbrüche für den Durchtritt von Anschlussgelenken, mit denen die Querlenker befestigt sind, vorgesehen. Damit wird weiterer Bauraum in Fahrtrichtung gewonnen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 eine Draufsicht auf einen Fahrzeugrahmen mit Hinterachse und Sattelkupplung,
-
2 die Anlenkung der Hinterachse über einen Dreieckeckslenker am Fahrzeugrahmen,
-
3 eine Befestigung des Dreieckslenkers an einem Querträger des Fahrzeugrahmens,
-
4 einen Schnitt durch den Querträger und die Befestigung eines Lenkers und
-
5 den Querträger mit Dreieckslenker in verschiedenen Positionen.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Fahrzeugrahmen 1 einer nicht dargestellten Zugmaschine mit einer angetriebenen Hinterachse 2 und einer Sattelkupplung 3, die eine Sattel- oder Kupplungsplatte 3a und einen Mittelpunkt M aufweist. Konzentrisch zum Mittelpunkt M ist eine nicht näher dargestellte Aufnahmeöffnung für einen nicht dargestellten Zugmittelzapfen, z. B. einen Königszapfen, eines ebenfalls nicht dargestelltem Aufliegers, auch Sattelzuganhänger genannt, angeordnet. Die Fahrtrichtung des Fahrzeuges, z. B. der Zugmaschine, auch Längsrichtung genannt, ist mit x, und die Querrichtung ist mit y bezeichnet. Der Mittelpunkt M der Sattelkupplung 3 ist in Fahrtrichtung x vor der Hinterachse 2 in einem Abstand a angeordnet, welcher als Sattelvormaß a bezeichnet wird. Das Sattelvormaß a ist maßgebend für die Achslastverteilung an der Zugmaschine einerseits und dem Auflieger andererseits. Der Fahrzeugrahmen 1 umfasst zwei etwa parallel angeordnete Längsträger 4, 5, an welchen die Hinterachse 2 aufgehängt ist, vorzugsweise über zwei unterhalb der Zeichenebene angeordnete, nicht erkennbare Längsträger sowie einen Querlenker 6, welcher als Dreieckslenker 6 ausgebildet ist. Der Dreieckslenker 6, welcher sowohl Querkräfte als auch Längskräfte, d. h. in x- und in y-Richtung wirkende Kräfte aufnimmt, ist über einen Anlenkpunkt A gelenkig mit der Hinterachse 2 verbunden.
-
2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus 1, jedoch ohne Sattelkupplung 3 bzw. Kupplungsplatte 3a. 2 zeigt eine Ansicht auf den Querträger 7 in Fahrtrichtung x, d. h. die Rückseite 7a des Querträgers 7. Der Mittelpunkt M (siehe 1) der Sattelkupplung 3 entspricht in 2 dem Punkt M’. Zwischen den beiden Längsträgern 4, 5 ist im Bereich der Sattelkupplung 3 (siehe 1) bzw. im Bereich des Mittelpunktes M’ ein Querträger 7 angeordnet, welcher stirnseitig jeweils mit einem der beiden Längsträger 4, 5 fest verbunden, vorzugsweise verschraubt oder verschweißt ist. Der Querträger 7, welcher ein Hohlprofil aufweist, hat die Aufgabe, den Fahrzeugrahmen 1 im Bereich der Sattelkupplung 3 (siehe 1) zu versteifen, insbesondere, um die auf die Sattelkupplung vom Auflieger ausgeübten Kräfte auf den Fahrzeugrahmen 1 zu übertragen. Es ist daher, d. h. aus Festigkeitsgründen wichtig, dass der Querträger 7 im Bereich der Sattelkupplung 3 bzw. deren Mittelpunktes M (siehe 1) angeordnet ist. Der Dreieckslenker 6, welcher zwei schräg zur Fahrtrichtung x verlaufende Streben 6a, 6b aufweist, ist über den Anlenkpunkt A mit der Hinterachse 2 gelenkig verbunden. Das Hohlprofil des Querträgers 7 weist Durchbrüche 8, 9 auf, welche von den beiden Streben 6a, 6b des Dreieckslenker 6 durchsetzt werden.
-
3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ansicht auf den Querträger 7 entgegen der Fahrtrichtung x, d. h. auf dessen Vorderseite 7b. Die von der Sattelkupplung 3 aufgenommenen Kräfte werden über zwei Lagerböcke, von denen ein Lagerbock 10 hier dargestellt ist, auf den Fahrzeugrahmen, z. B. auf die beiden Längsträger 5, 4 übertragen. Im Bereich der Vorderseite 7b ist ein weiterer Durchbruch 11 angeordnet, durch welchen ein Teil eines ersten Anschlussgelenks 12 des Dreieckslenkers 6 (siehe 2) hindurchragt. Die Streben 6a, 6b des Dreieckslenkers 6 (siehe 2) werden also durch die Rückseite 7a (siehe 2) des Querträgers 7 hindurch gesteckt und an dessen Vorderseite 7b befestigt. Eine genauere Darstellung zeigt 4.
-
4 zeigt einen Querschnitt durch den Querträger 7, welcher ein abgerundetes, geschlossenes Rechteckprofil 13, d. h. ein Hohlprofil 13 aufweist. Das Rechteckprofil 13 weist zwei etwa parallel angeordnete Längsseiten 13a, 13b und zwei etwa parallel angeordnete Schmalseiten 13c, 13d auf, wobei die Schmalseite 13c der Rückseite 7a (siehe 2) und die Schmalseite 13d der Vorderseite 7b (siehe 3) des Querträgers 7 entspricht. Die Schmalseiten 13c, 13d werden auch als hintere Stegwand 13c und als vordere Stegwand 13d bezeichnet. Zur Verdeutlichung ist die Fahrtrichtung x eingezeichnet. Wie aus der Darstellung deutlich wird, durchsetzt die Strebe 6a die hintere Stegwand 13c und ist über das Anschlussgelenk 12 mit der vorderen Stegwand 13d verbunden. Durch diese Maßnahme wird bei einer Verkürzung des Sattelmaßes a (siehe 1) Bauraum in x-Richtung gewonnen.
-
Bei konventionellen Fahrzeugen, d. h. Zugmaschinen mit Sattelkupplung, sind die Streben des Dreieckslenkers im Bereich der Rückseite und außerhalb des Profils des Querträgers 7 angeordnet. Bekannte Querträger weisen somit auch keine erfindungsgemäßen Durchbrüche auf. Soll das Sattelvormaß verkürzt werden, beispielsweise, um die Achslasten zu verändern, müsste der Querträger – aus Festigkeitsgründen – um den gleichen Betrag, wie das Sattelvormaß verkürzt wird, nach hinten, d. h. in Richtung der Achse verschoben werden. Dies hätte zur Folge, dass die Länge der Streben des Dreieckslenkers verkürzt würde, wodurch dessen kinematischen Eigenschaften verändert, insbesondere der Federweg verkürzt würde. Um dem entgegenzuwirken, werden die rahmenseitigen Anlenkpunkte des Dreieckslenkers auf die Vorderseite des Querträgers verlegt.
-
5 zeigt einen Querträger 17, welcher dem oben erwähnten Querträger 7 entspricht, sowie einen Dreieckslenker 16, welcher dem oben erwähnten Dreieckslenker 6 entspricht. Der Dreieckslenker 16 ist in verschiedenen Positionen dargestellt, und zwar in einer oberen, eingefederten Position, in einer mittleren als Konstruktionslage bezeichneten Position und in einer unteren, ausgefederten Position. In dem Hohlprofil des Querträgers 17 sind Durchbrüche 18, 19 angeordnet, welche einen Durchtritt der Streben des Dreieckslenkers 16 und dessen Ein- und Ausfedern erlauben. Das Sattelvormaß a, gemessen von Mitte M’ der Sattelplatte bis Achsmitte, entspricht dem in 1.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugrahmen
- 2
- Hinterachse
- 3
- Sattelkupplung
- 3a
- Kupplungsplatte
- 4
- Längsträger
- 5
- Längsträger
- 6
- Dreieckslenker
- 6a
- Lenker/Strebe
- 6b
- Lenker/Strebe
- 7
- Querträger
- 7a
- Rückseite/hintere Stegwand
- 7b
- Vorderseite/vordere Stegwand
- 8
- Durchbruch
- 9
- Durchbruch
- 10
- Lagerbock
- 11
- weiterer Durchbruch
- 12
- Anschlussgelenk
- 13
- Rechteckprofil
- 13a
- Längsseite
- 13b
- Längsseite
- 13c
- Schmalseite
- 13d
- Schmalseite
- 16
- Dreieckslenker
- 17
- Querträger
- 18
- Durchbruch
- 19
- Durchbruch
- a
- Sattelvormaß
- A
- Anlenkpunkt (Hinterachse)
- M, M’
- Mittelpunkt (Kupplungsplatte)
- x
- Längs-/Fahrtrichtung
- y
- Querrichtung
