DE1580683A1 - Selbsteinspurende Achse und Fahrzeugdrehgestell - Google Patents

Description

• "Selbsteinspurende Achse und Fahrzeugdreilgestell." Die Erfindung betrifft einmal ein hinter einer festen Achse angeordnetes Fahrzeugdrehgestell für eine selbsteinspurende Achset deren Räder vorzugsweise den herkömmlichen Radstand haben, also für eine zweispurige Achse. Zum andern betrifft die Erfindung eine selbsteinspurende Achseinheit und schließlich ein Fahrzeugg vorzugsweise Sattelaufliegerfahrzeug oder Anhängerfahrzeug, mit pneumatisch gefederten Achsaggregatent von denen das letzte oder hinterste ein selbsteinspurendes-Achsaggregat ist.
• Mit einer selbsteinspurenden Achse in einem Fahrzeug.mit wenigstens einer festen Einzel- oder Mehrfachächse kann man bei der Kreistahrt durch das Selbsteinspuren den Kurvenhalbmesser klein halten. Das Selbeteinspuren wird durch das Zusammenwirken wenigstens einer festen Einzel-# oder Mehrfachachse und der Bodenreibung der Reifen der selbsteinspurenden. Achse bewirkt. Wegen-der Abhängigkeit einer solchen Achse von .der Beschaffenheit der Reifen und des Bodens, vom Gewicht der, Ladung und anderen Faktoren treten beim Einspuren unter Umständen,unbestimmte Zustände ein, die zu einer Flatterneigung der Achse führen können. Es ist bekannt, diesem Nächteil-durch eine Zwangslenkung der nachlaufenden Achse zu begegnen, die bei einem Aufliegerfahrzeug beispielsweise von der Sattel- lenkersysteme mit Dreh'#-r-änzen in Verbindung mit Blattfedern verwendet. Dadurch werden die Achsaggi#egate schwert stÖranfällig und wart,-u2gsbed.Ürftig. Die Zwangslenkeinrichtung braucht außerdem viel Platz. Wenn die Lenkvorrichtung Teil einer Sattel-, kupplung.ißt, kann der Aufsattler nur zusammen mit einer bestimmten Zugmaschine benutzt werden.` Ziel der Erfindung ist die Beseitigung und Vermeidung der Nachteile der bekannten Systeme; insbesondere sollen bei einer selbsteinspurenden Achse --labile Zustände während des-Fahrens vermieden und eine Stabilisierung und'Rückstellung in die Geradeausfahrt mitieinfaohen Mitteln erreicht werden. Dies-wird in einem hinter einer festen Achse angeordneten Fahrzeu gestell einer selbsteinspurenden Achse, deren Räder,vorzugsweise den herkömmlichen Radstand haben, dadurch erreicht9 daß die zur Drehachse des Drehgestells normale Ebenein Fahrzeug-. längsrichtung genelgt.latl wobäi die Neigung-zum Fahrzeugende hin gerichtet ist. Die Drehachse des Drehgestelle kann dabei die (geometrische) Radachse vor dieser kreuzen. Die beiden ' Bauteilgruppeng die sich In diesem Drehgestell gegeneinander verdrehen,r können durch einen oberen und einen unteren Spur-. kranz oder durch einen Drehzapfen in einem Dreh lager aneinaüder gelagert sein.
• Durch die erfindungsgemäße Neigung wi.r'd die auf dem Drehgestell lastende Ladung.-'als Rückstellkraft wirl#samg denn befUmden sich zwischen Radaahne und Fahrzeugrabmen keine Pedern, müßteeLch » der Fahrzeugrahmen Über der hinteren selbsteinspurenden Achse in die Kurve legen. Dementsprechend weitden bei-gefederten Fahrzeugen die kurvenäußeren Federn stärker belastet, so.daß auf -j-eden Fall verhindert wird, daß sich der Wagenkasten nach auß3n Eine weitere Rückstellkraft kann dadurch erzielt werden, daß der obere und der untere Teil des Drehgestells, beispielsweise der obere ujü der untere Spurkranz, in ihrer Drehmitte durch eine elastische Kupplung miteinander verbuiiden sind. Eine mögliche Ausführungsform besteht daring daß ein Vierkantzapfen des einen Spurkranzes von einer Büchse des anderen Spurkranzes umgeben und mit ihm durch eine GlimmifÜllung fest verbunden ist. Die beim-Einspuren gespannten Gilmmiklötze Üben eine Rücks-ul-ellkraft zur neutralen Lage hin aus.
• In einer selbsteinspurenden Achseinheit mit zwei sich beim Einlenken gegeneinander verstellenden Bauteilgruppen und mit einer Rückstellvorrichtung, in der ein Bauteil der einen Gruppe,-beispielweise der untere-Spurkranz des unteren, tragenden Teiles eines Drehgestells, einen Andrückkörper und ein Bauteil der anderen Gruppei beispielsweise der obere Drehkranz des mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Drehgeätd-lteilsg eine Kurvenbahn trägt und worin Andrückkörper und Kurvenbahn sich in Längsrichtung dieser Bahn in Abhängigkeit vom Einlenkwinkel relativ zueinander bewegen, dabei federnd gegeneinander gedrückt werden und eine von der Steigung der Kurvenbahn und vominpreßdruck abhängige, der Auslenkung entgegenwirkende Rückstellkraft erzeugen, ist erfindung*sger#äß der Anpreßdruck von der Belastung des Fahrzeuges oder der Achseinheit ab hängig. In Anwendung dieses Prinzips auf ein eine selbsteinspurendeAchse enthaltendes Drehgestell enthält die eine der beiden Bauteilgruppen die getragenen und die andere die tragenden Teile des Drehgestells bzw. Fahrzeuges. Der Anpreßdruck ist von der statischen und dynamischen Belastung abhängig, Er wird vorzugeweise von der Federung des Fahrzeuges abgeleitet. Die«vorstehend beschriebene Räckstelleinrichtung vermag als Rasteinrichtung zu wirkenl wobei der AndrückkÖrper und die Kurvenbahn wie Korn und Kimme ausgebildet sind und die Rasteinrichtung den ob eren Spurkranz bzw. den Fahrzeugrahmen mit dem unteren Spurkranz des Drehgestells kuppelt, in Drehrichtung jedoch elastisch nachgibt.
• Erfindungsgemäß wird der den AndrückkÖrper betätigende Druckluftzylinder vom Druck der Luftfederung, also lastabhängig beaufschlagt, so daß je nach Beladungszustand der AndrückkÖrper mit unterschiedlicher Kolbenkraft in clie Kurvenbahn oder Kimme gedrückt wird.
• Die Räckstellung des Drehgestells ist in allen Beladungszuständen durch diese lastabhängige Beeinflussung beim Kurven-und Geradeausfahren gewährleistet. Bei schwer beladenem Fahrzeug übt der Druckluftzylinder mit dem anderen Körper oder Korn eine größere Rückstellkraft als bei unbeladenem Fahrzeug aus. Das Drehgestell nach der Erfindung kann auf vielfältige Weise im Fahrgestell ein ; es Anhängerfahrzeuges verwendet werden. Es kann schon alleing das heißt ohne Zuordnung zu einer festen fchse als Hinterachse Verwendung finden. Hierbei muß jedoch für eine ausreichend große Betätigungskraft fÜr das Einspuren gesorgt werden. Besser ist die Anordnung des Drehgestells vor oder hinter einer festen Achse im hinteren Teil eines Fahrzeuges. Vorzugsweise ist das Drehgestell hinter einer festen Achse, das heißt nahe dem Rade des Fahrzeugrahmens, angeordnet. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es sind: Fig. 1 ein Drehgestell von der Seite geseheng Fig. 2. eine Draufsicht auf Fig. 19 Fig. die Seitenansicht eines Fahrzeuges mit selbstspurendem Drehgestell und Fig. 4 das gleiche Fahrzeug in Pfeilrichtung A gesehen. Die Zugmaschine 1 hat eine Lenkachse 2 und eine starre Achse 3. Der Auflieger 4 hat mit der Zugnaschine 1 die Aufsattel-... einrichtung 5 gemeinsam. Der Auhieger 4 hat zwei Hinterachsen) die feste Achse 6 und die selbsteinspurende Achse 7. Beide sind an,dem Rahmen 8 fÜr den Aufbau 9 befestigt. Der Abstand X der festen Achse 6 von der Achse 7 ist 2 m oder größer. Damit wird das Gewicht der Ladung an zwei Stellen auf die Fahrbahn 10 übertrageng die 2 m voneinander entfernt sind.
• In Fig. 4 ist das Fahrzeug dargestellt, wie es einen Kreisbogen durchfährt, dessen Mittelpunkt mit 11 bezeichnet ist. Durch diesen Mittelpunkt 11 verläuft die VerlängerunG der Achsen 12 und 13 der Lenkräder 29 14 der.starren Achse 3 der Zugmaschine 19 15 der festen Achse 6 und 16 der Mitte der Achse 7.
• Die Längsachse des Fahrzeuges ist mit 17 bezeichnet. In dieser Achse liegt die Drehachse der Aufsattelvorrichtung 5 und die Drehmitte der selbsteinspurenden Achse 7.
• In Fig. 1 und 2 ist die Fahrtrichtung durch einen Pfeil angedeutet.
• Zu der selbsteinspurenden Achse 7 gehören ein oberer Spurkranz 18 und ein unterer Spurkranz 19, die zueinander so geneigt sind, daß der tiefste Punkt 20 der beiden Spurkränze 18, 19 inder -Längsachse 17 des Aufliegers 4 liegt.
• Der untere Spurkranz ist an dem Rahmen 21 des Drehgestells der A,#hse 7 befestigt. Hierzu hat die Oberseite 22 des Drehgestells eine leichte Neigung zur Fahrbahn 10 nach hinten und unten. Die Radachse 23 der Achse 7 ist mit dem Gelenk 24 an einem festen Böckchen 25 des Rahmens 21 angelenkt, was über zwei Achsträger 26 geschieht, auf derem anderen Ende sich der Rahmen"21 Über eine Luftfeder 27 abstützt, Dadurch, daß die Radachse 23 um den Betrag der Länge Y von der entsprechend geneigten Drehmitte 28 des Drehgeaxtelle 18, 19 entfernt ist, wird der ganze Aufbau 9 um einen entsprechenden Betrag angehobeng wenn die Achse 7 bei Kreisfahrt in die Kreisumtangsrichtung einspurt. Die Last wird dann auf ein höheres Niveau gehoben, dessen Potential-. .bestrebt ist, die Achse 7 wieder in die Ausgangsstellung zurückzubringen. Das kann aber erst gescheheng wenn das ganze Fahrzeug aus der Kreisfahrt in die Geradeausfahrt zuru«#*ckkehrt.
• Am oberen Spurkranz 18 ist mit der Lasche 29 und dem Arm 30 ein Vierkantzapfen 31 als-Zapfen und am unteren-Spurkranz 19 eine Vierkantbuchse 32 angeordnet, in die der Zapfen eintaucht. Hierdurch wird der obere SpuNkranz 18 mit dem unteren Sp'urkranz 19 elastisch gekuppelt. Die Kanten des #ierkantzapfens 31- und die Ecken der Vierkantbüchse 32 stehen zueinander um 450 verdreht, so daß dazwischen ein Raum zur Auf nahme einer Gummikupplung 33 entsteht. In diesem Fall besteht die Gummikupplung aus vier Klötzen von dreieckigem.Querschnitt. Man kann die Kupplung aber auch auf anderem Wege herstellen, beispielsweise durch Zusammenvulkanisieren #tn Zapfen 31 und Büchse 32. Diese Gummikupplung ist bestrebt, die ausgespurte Achse 23 wieder in die Geradeausmichtung zu bringen. Die erzielbare Rückstellkraft ist bei kleiner Auslenkung nur gering. Deshalb wiM, eine weitere Rückstellanordnung vorgesehen,-die die Form eine'r Kimme 34 und eines Kornes 35 hat, und lastabhängig Über einen Druckluftzylinder 38 gesteuert ist. Am Rahmen 21 sind die beiden Anschläge 40, die die Auslenkung der Achse 23 der Achse 7 begrenzen. Das Korn 35 wird immer gegen die Kimme 34 angedrückt. Die Kimme 34 hat einen V-förmige n Einschnitt 41, in den das ebenfalls V-förmige Korn 35 hineinpaßt und dessen Wände nach außen hin immer schwächer ansteisen. Durch diese Anordnung werden Auslenkungen der Achse 23 unter kleinen Kräften verhindert. Werden die Lenkräder 12, 13 der Zugmaschine 1 stärker eingeschlagen, dann steigt das Korn 35 antgegen der Einwirkung des Druckluftzylinders 38 in dem Einschnitt 41 hoch, Auf der Außenfläche 42 bleibt-es solange stehen, bis das Fahrzeug wieder in die Gerade einfährt, liach der Rückkehr in die NimmA 34 wird die Achse 7 von der Kraft des Zylinder0.38 völlig geradeaus gerichtet und in der Geradeam£Stellu'ng gehalten. Es ist bemerkenswrt, däß die Kräfte der RÜckstelleinrichtung 31, 329 33 und-der Rückst.elleinrichtung 349 359 369 38 einander zu einer annähernd'Sleichbleibenden Zahl addieren. Das heißt, daß die Rückstelleinrichtung 319 32t 33 ihre größte Kraft,erlangtg wenn die Rückstelleinrichtung 34, 35, 361 38 am schwächsten ist und umgekehrt.
• Da die Auslenkkräfte und die Rückstellkräfte von der Größe der Ladung abhängig sind, wird der Druckl-uftzylinder 38 aus den Luftfedern 27 beaufschlagt. Damit-Übt er seine größte Kraft aus, wenn das Gewicht der Ladung ein-Maximum erreicht. Bei Leerfahrt dagegen leistet der Rückstellzylinder 38 der Verstellkraft der Achse 7 beim Ausspuren nur einen geringen Widerstand.
• Beim Befahren von Bodenunebenheiten, Bordkanten und schlechten Wegstrecken, neigt die selbsteinspurende Achse 7 zum Ausbrechen sobald von einem der Räder ein Hindernis zu überwinden ist.
• Diese Erscheinung wirl erlrindungsgemäß durch die Anordnung von doppelseitig wirkendenl'hydraulischen Lenkungsdämpfern (Stoßdämpfern) beseitigt.
• #,Einem kurzen Fahrbahnstoß auf ein Rad wirken die Lenkungsdämpfer mit ihrer eingestellten Kraft entEegen, und das Ausbrechen der Achse 7 wird verhindert. Die Wirkungsweise der Lenkungsdämpfer ist die gleiche, wie die von Stoßdämpfern. Kurze Stöße werden aufgefangeng länger wirkende Kräftet wie sie* bei Kurvenfahrten auftreten, verursachen den Spurkranzeinschlag, dem die Lenkungsdämpfer nicht entgegenwirken.
• Es werden zwei Lenkungsdämpfer 43 am Fahrzeugrahmen 46 bei 45 und am Drehgestellrahmen 21 bei 44 angeordnet, von denen beim Kurveneinschlag einer auf Druck und der andere auf Zug beansprucht wird. Der Einbau der doppelseitig wirkenden Lenkungsdämpfer erfolgt bei gestrecktem Zug in der mittleren Hubstellung der Lenkungsdämpfer. Die Lenkungsdämpfer sind mit den-anderen Rückstellkräften der elastischen Kupplung und der pneumatischen Rasteinrichtunggenau abgestimmt.

Claims (2)

1. 2 a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Hinter einer festen Achse angeordnetes Fahrzeugdrehgesteil. für eine selbsteinspurende Achse, deren Räder vorzugsweise den herkömmlichen Radstand (Spurbreite) habeng d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zur Drehachse des.Drehgest ' ells normale Ebene in Fahrzeuglängsrichtung geneigt ist, wobei die Neigung zum Fahrzeugende hin gerichtet ist.
2. 2. Drehgestell nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß seine Drehachse in an sich bekannter Weise vor der Radachse (23) diese letztere kreuzt. 3. Drehgestell-nach Anspruch 1 oder 29 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e tg daß es in an sich bekannter Weise mit einem oberen und unteren Spurkranz (189 19) ausgestattet ist. 4. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 29 d a d u r c h e k e n n z e i c h n e tg daß es ein Drehlager und einen Drehzapfen hat. 5. Drehgestell- nach den Ansprüchen 1 bis 49 d a d u r c h g-e k e n n z e i c h n e t, daß der obere und der untere Spurkranz (189 1,9) in ihrer Drehmitte durch eine elastische Kupplung (319 33) miteinander verbunden sind. 6. D.rehgestell nach Anspruch 51 d a d u r c h g e k e n n z -e i c h n e tg daß ein Vierkantzapfen (31) von einer Büchse (32) umgeben und mit ihr durch eine Füllung (33) vereint istg die als an sich bekanntes Kupplungselement den einen Spurkranz mit dem anderen verbindet* 7. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 61 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e tl daß der obere Spurkranz (18) oder der Fahrzeugrahmen (8) mit dem unteren Spurkranz (19) durch eine Itasteinrichtung (34# 38) in an sich bekannter Weise kuppelbar