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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zwangslenkungseinrichtung eines an einem Zugfahrzeug gekoppelten Anhängers gemäß dem Patentanspruch 1.
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Es sind Anhänger für Zugfahrzeuge bekannt, welche über zwangsgelenkte Räder verfügen. Bei der Zwangslenkung werden die zwangsgelenkten Räder des Anhängers in Abhängigkeit des Winkels zwischen Zugfahrzeug und Anhänger derart gelenkt, dass sich die Drehachsen der Räder im Wesentlichen in dem Drehpunkt des Fahrzeuggespanns schneiden. Durch diese Zwangslenkung kann ein besseres Verbleiben des Anhängers in der Spur des Zugfahrzeuges erreicht werden. Weiters kann dadurch eine durch die seitliche Scherbewegung der Räder am Untergrund während der Kurvenfahrt bedingte Abnutzung der Räder wesentlich reduziert werden.
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Es ist bekannt zur Bestimmung des Winkels zwischen Zugfahrzeug und Anhänger eine Steuerstange des Anhängers mittels einer Nebenkopplung mit dem Zugfahrzeug zu verbinden. Die Lageveränderung der Steuerstange zu der Deichsel des Anhängers kann dann der Winkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger über eine Mechanik oder Hydraulik in eine Lenkbewegung der zwangsgelenkten Räder übersetzt werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass durch die Steuerstange das Ankoppeln und Abkoppeln des Anhängers an das Zugfahrzeug aufwendiger wird, und auch der Winkelbereich für den Winkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger durch die Steuerstange eingeschränkt wird. Weiters kann diese Steuerstange im Betrieb stark beansprucht werden und stellt eine Fehlerquelle für den Betrieb der Zwangslenkungseinrichtung dar.
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Weiters sind Zwangslenkungssysteme bekannt, welche den Winkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger durch eine Sensorik direkt an der Kopplung messen. Dadurch entfallen die Probleme mit der Steuerstange. Allerdings haben diese Zwangslenkungssysteme den Nachteil, dass dafür die Kopplungseinrichtung modifiziert werden muss, wodurch diese sehr aufwendig ausgebildet sind und/oder die maximale Belastbarkeit der Kopplungseinrichtung reduziert wird. Weiters ist eine derartige Sensorik an einem stark beanspruchten Teil wie die Kopplungseinrichtung fehleranfällig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zum Betreiben einer Zwangslenkungseinrichtung eines an einem Zugfahrzeug gekoppelten Anhängers gemäß der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem die Zwangslenkungseinrichtung dennoch zuverlässig betrieben werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine zuverlässige Zwangslenkung des Anhängers ermöglicht wird, wobei die üblichen Nachteile der Notwendigkeit einer Steuerstange oder einer Modifizierung der Kopplungseinrichtung vermieden werden. Hierbei kann durch zwei Kompasse, nämlich einem ersten Kompass am Anhänger und einem zweiten Kompass am Zugfahrzeug, zumindest indirekt der Winkel zwischen der Ausrichtung des Zugfahrzeuges und der Ausrichtung des Anhängers bestimmt werden. Durch die Messung der Ausrichtung des Zugfahrzeuges und der Ausrichtung des Anhängers können daher die notwendigen Informationen bereitgestellt werden, welche für den zuverlässigen Betrieb der Zwangslenkungseinrichtung nötig sind. Dadurch ist es möglich einen Anhänger mit einer Zwangslenkungseinrichtung bereitzustellen, welcher einfach in der Bedienung ist, insbesondere bei Ankoppeln und Abkoppeln des Anhängers. Weiters ist eine derartige Zwangslenkungseinrichtung weniger fehleranfällig, da die beiden Kompasse im Gegensatz zu einer Steuerstange oder eine Sensorik in der Kopplungseinrichtung im Betrieb im Wesentlichen nicht abgenutzt werden, wodurch auch der Aufwand an Wartung gering gehalten werden kann.
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Weiters betrifft die Erfindung einen Anhänger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Anhänger gemäß der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welcher eine zuverlässige Zwangslenkung aufweist und welcher dennoch einfach im Aufbau ist.
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Die Vorteile des Anhängers entsprechen den Vorteilen des Verfahrens.
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Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung, in welchen lediglich eine bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben.
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Dabei zeigt 1 eine skizzenhafte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Fahrzeuggespanns in Draufsicht.
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Die 1 zeigt eine bevorzugten Ausführungsform eines Fahrzeuggespanns 7 für ein Verfahren zum Betreiben einer Zwangslenkungseinrichtung eines an einem Zugfahrzeug 1 gekoppelten Anhängers 2, wobei die Zwangslenkungseinrichtung wenigstens ein zwangsgelenktes Rad 3 aufweist. Ein Fahrzeuggespann 7 ist ein Gespann umfassend ein Zugfahrzeug 1, insbesondere einen Traktor, und einen mit dem Zugfahrzeug 1 gekoppelten Anhänger 2. Die Kopplung zwischen Zugfahrzeug 1 und Anhängers 2 erfolgt über eine Kopplungseinrichtung 8, insbesondere mittels einer herkömmlichen Kopplungseinrichtung 8 umfassend eine Kupplungskugel oder eine Zugöse. Durch die Kopplungseinrichtung 8 ist das Zugfahrzeug 1 schwenkbar mit dem Anhänger 2 gekoppelt.
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Der Anhänger 2 weist eine Zwangslenkungseinrichtung mit dem wenigstens einen zwangsgelenkten Rad 3 auf. Bevorzugt kann der Anhänger 2 mehrere zwangsgelenkte Räder 3 aufweisen. Insbesondere kann der Anhänger 2 wenigstens eine zwangsgelenkte Achse 9, 10 aufweisen, welche zwei zwangsgelenkte Räder 3 aufweist. Die Zwangslenkungseinrichtung des wenigstens einen zwangsgelenkten Rades 3 kann insbesondere hydraulisch und/oder elektrisch betrieben sein.
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Weiters ist vorgesehen, dass von einem am Anhänger 2 lagefest angeordneten ersten Kompass 4 eine Ausrichtung des Anhängers 2 gemessen wird. Der erste Kompass 4 kann insbesondere ein magnetischer Kompass sein, bevorzugt umfassend wenigstens einen Hall-Sensor oder einen Fluxgate-Magnetometer, welche eine Ausrichtung anhand des irdischen Magnetfeldes bestimmt. Alternativ kann der erste Kompass 4 als Kreiselkompass ausgebildet sein. Die Ausrichtung des Anhängers 2 kann insbesondere die Richtung parallel zu der Deichselachse 6 des Anhängers sein, wobei die Ausrichtung des Anhängers 2 bei einer Geradeausfahrt in Fahrtrichtung zeigt. Der erste Kompass 4 ist lagefest am Anhänger 2 angeordnet, um zuverlässig die Ausrichtung des Anhängers 2 zu messen.
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Weiters ist vorgesehen, dass von einem am Zugfahrzeug 1 lagefest angeordneten zweiten Kompass 5 eine Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 gemessen wird. Der zweite Kompass 5 kann insbesondere gleich dem ersten Kompass 4 ausgebildet sein. Die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 kann insbesondere die Richtung parallel zu einer Mittelachse 11 des Zugfahrzeuges 1 sein, wobei die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 bei einer Geradeausfahrt in Fahrtrichtung zeigt. Der zweite Kompass 5 ist lagefest am Zugfahrzeuges 1 angeordnet, um zuverlässig die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 zu messen.
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Vorgesehen ist, dass aus der Ausrichtung des Anhängers 2 und der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 ein Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 bestimmt wird. Hierbei entspricht eine Differenz zwischen der Ausrichtung des Anhängers 2 und der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 einem Winkel zwischen dem Anhänger 2 und dem Zugfahrzeug 1. Durch die Ausrichtung des Anhängers 2 und der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 kann dadurch, wie bei einer direkten Messung des Winkels zwischen dem Anhänger 2 und dem Zugfahrzeug 1 durch eine Steuerstange oder Sensorik an der Kopplungseinrichtung 8, anhand der vorgegebenen Kinematik des Fahrzeuggespanns 7 der Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 derart eingestellt werden, dass die Drehachsen des Rades 3 im Wesentlichen den Drehpunkt des Fahrzeuggespanns 7 schneidet.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine zuverlässige Zwangslenkung des Anhängers 1 ermöglicht wird, wobei die üblichen Nachteile der Notwendigkeit einer Steuerstange oder einer Modifizierung der Kopplungseinrichtung 8 vermieden werden. Hierbei kann durch zwei Kompasse 4, 5, nämlich einem ersten Kompass 4 am Anhänger 2 und einem zweiten Kompass 5 am Zugfahrzeug 1, zumindest indirekt der Winkel zwischen der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 2 und der Ausrichtung des Anhängers 1 bestimmt werden. Durch die Messung der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 und der Ausrichtung des Anhängers 2 können daher die notwendigen Informationen bereitgestellt werden, welche für den zuverlässigen Betrieb der Zwangslenkungseinrichtung nötig sind. Dadurch ist es möglich einen Anhänger 1 mit einer Zwangslenkungseinrichtung bereitzustellen, welcher einfach in der Bedienung ist, insbesondere bei Ankoppeln und Abkoppeln des Anhängers 1. Weiters ist eine derartige Zwangslenkungseinrichtung weniger fehleranfällig, da die beiden Kompasse 4, 5 im Gegensatz zu einer Steuerstange oder eine Sensorik in der Kopplungseinrichtung 8 im Betrieb im Wesentlichen nicht abgenutzt werden, wodurch auch der Aufwand an Wartung gering gehalten werden kann.
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Weiters ist ein Anhänger 2 zum Koppeln mit dem Zugfahrzeug 1 vorgesehen, wobei der Anhänger 2 eine Zwangslenkungseinrichtung mit wenigstens einem zwangsgelenkten Rad 3 aufweist, wobei vorgesehen ist, dass der Anhänger 2 zum Bestimmen des Einschlagwinkels für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 den lagefest angeordneten und die Ausrichtung des Anhängers 2 messenden ersten Kompass 4 aufweist.
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Insbesondere kann der Anhänger 2 wenigstens eine zwangsgelenkte Achse 9, 10 aufweisen, welche zwei zwangsgelenkte Räder 3 aufweist. In 1 ist beispielhaft ein Anhänger mit zwei zwangsgelenkten Achse 9, 10 mit jeweils zwei zwangsgelenkte Rädern 3, nämlich eine erste zwangsgelenkte Achse 9 und eine zweite zwangsgelenkte Achse 10. Die Einschlagwinkel für sämtliche Räder 3 können hierbei aufgrund der Ausrichtung des Anhängers 1 zu der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 2 bestimmt werden. Der Anhänger kann aber auch nur eine zwangsgelenkte Achse 9, 10 oder mehr als zwei zwangsgelenkte Achsen 9, 10 aufweisen.
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Weiters ist ein Fahrzeuggespann 7 umfassend das Zugfahrzeug 1 und den am Zugfahrzeug 1 gekoppelten Anhänger 2 vorgesehen, wobei das Zugfahrzeug 1 einen lagefest angeordneten und eine Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 messenden zweiten Kompass 5 aufweist, wobei eine Steuereinrichtung ausgebildet ist anhand der Ausrichtung des Anhängers 2 und der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 einen Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 zu bestimmen.
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Das Zugfahrzeug 1 kann insbesondere eine starre Antriebsachse 12 und eine Lenkachse 13 aufweisen, wie dies beispielhaft in der bevorzugten Ausführungsform in 1 dargestellt ist. Der Schnittpunkt der Antriebsachse 12 mit der den Lenkachse 13 gibt insbesondere den Drehpunkt des Wendekreises vor.
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Der zweite Kompass 5 kann insbesondere Teil eines Navigationssystems des Zugfahrzeuges 1 sein, wobei bestehende Navigationssysteme zur Verwendung für das Verfahren leicht nachgerüstet werden können.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der erste Kompass 4 an einer Deichselachse 6 des Anhängers 2 angeordnet ist. Die Deichselachse 6 ist die Achse der mittig verlaufenden Zugdeichsel. Dadurch wird die Ausrichtung der Deichselachse 6 als Ausrichtung des Anhängers 1 gemessen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Anhänger 1 eine starre, also nicht horizontal verschwenkbare Deichsel aufweist.
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Alternativ kann der Anhänger 1 eine horizontal verschwenkbare Achse aufweisen. Hierbei kann über zusätzlich Sensorik am Drehgelenk zwischen der Deichsel und dem restlichen Anhänger 1 die Kinematik genau bestimmt werden, wobei durch die beiden Kompasse 4, 5 der Winkel zwischen Zugfahrzeug 1 und Deichsel des Anhängers 2 bestimmt werden kann.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Ausrichtung des Anhängers 2 und die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 an eine am Anhänger 2 angeordnete Steuereinrichtung übermittelt werden, und dass die Steuereinrichtung den Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 ermittelt. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Anhänger 2 die Steuervorrichtung aufweist, dass ein erster Eingang der Steuervorrichtung schaltungstechnisch mit dem ersten Kompass 4 verbunden ist, dass ein zweiter Eingang der Steuervorrichtung ausgebildet ist eine Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 zu empfangen, und dass die Steuervorrichtung ausgebildet ist anhand der Ausrichtung des Anhängers 2 und der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 den Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 zu bestimmen. Die Steuervorrichtung ist insbesondere eine elektronische Vorrichtung, welche anhand der Ausrichtung des Zugfahrzeuges 2 und des Anhängers 1 den Einschlagwinkel für das wenigstens eine zwangsgelenkte Rad 3 ermittelt. Durch die Steuervorrichtung am Anhänger 2 ergibt sich der Vorteil, dass die Anhänger 2 oftmals unterschiedliche Anordnungen von zwangsgelenkten Achsen 9, 10 aufweisen, und derart die Steuervorrichtung auf die Anordnung der zwangsgelenkten Achsen 9, 10 des jeweiligen Anhängers 2 eingestellt werden kann. Dadurch kann bei einem Wechsel des Anhängers 2 sichergestellt werden, dass die richtigen Einschlagwinkel bestimmt werden.
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Eine Energieversorgung der Steuervorrichtung kann über eine Versorgungsleitung mit dem Zugfahrzeug 1 gewährleistet werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung am Zugfahrzeug angeordnet ist, insbesondere als Teil des Bordcomputers.
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Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 über Funk an die Steuereinrichtung übermittelt wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der zweite Eingang der Steuervorrichtung eine Funkempfängereinheit aufweist. Weiters kann vorgesehen sein, dass das Zugfahrzeug 1 eine mit dem zweiten Kompass 5 schaltungstechnisch verbundene Funksendeeinheit aufweist. Hierbei wird die vom zweiten Kompass 5 gemessene Ausrichtung an die Funksendeeinheit ausgegeben, über die Funksendeeinheit mittels Funk an die Funkempfängereinheit auf dem Anhänger 2 übermittelt, und von der Funkempfängereinheit an die Steuervorrichtung ausgegeben. Vorteilhaft daran ist, dass eine zusätzliche Datenleitung zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 zum Übertragen der Ausrichtung des Zugfahrzeug 1 nicht notwendig ist, wodurch keinerlei aufwendigen Adaptionen an den Ausgängen bei der Kopplungseinrichtung 8 des Zugfahrzeuges 1 der notwendig sind.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass der zweite Kompass 5 über eine Datenleitung mit der Steuervorrichtung verbunden ist.
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Weiters kann das Zugfahrzeug eine Steuerkonsole für die Eingabe von Steuerungsbefehle des Benutzers an die Steuervorrichtung aufwiesen, wobei die Steuerbefehle wie die Ausrichtung des Zugfahrzeuges 1 an die Steuervorrichtung übermittelt werden.
