DE1580683C3 - Fahrzeugdrehgestell fur eine selbsteinspurende Achse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hinter einer festen Achse angeordnetes Fahrzeugdrehgestell für eine selbsteinspurende Achse, deren Räder vorzugsweise den herkömmlichen Radstand haben.

Mit einer selbsteinspurenden Achse an einem Fahrzeug mit wenigstens einer festen Einzel- «der Melirfachachse kann man durch das Selbstcinspuren bei Kurvenfahrt den Kurvcnhalbmesser kleinhallen. Das Sclbsteinspuren wird durch das Zusammenwirken wenigstens einer festen Einzel- oder Mehrfachachse mit der Bodenreibung der Reifen der selbsteinspurenden Achse bewirkt. Wegen der Abhängigkeit der gewünschten Wirkung von der Beschaffenheit des Reifens und des Bodens, vom Gewicht der Ladung und anderen Faktoren treten beim Einspuren unter Umständen unbestimmte Zustände ein, die zu einem Flattern der Achse führen können. Es. ist bekannt, diesem Nachteil durch eine Zwangslenkung der nachlaufenden Achse zu begegnen, die bei einem Aufliegerfahrzeug beispielsweise von der Sattelkupplung aus gesteuert wird. Hierzu werden komplizierte Hilfslcnkersysteme mit Drehkränzen in Verbindung mit Blattfedern verwendet. Dadurch werden die Aggregate schwer, störanfällig und wartungsbedürftig. Die Zwangslenkeinrichlung braucht außerdem viel Platz. Wenn die Lenkvorrichtung Teil einer Sattelkupplung ist, kann der AufsaUler nur zusammen mit einer bestimmten Zugmaschine benutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung und Vermeidung der Nachteile der bekannten Systeme. Insbesondere sollen bei einer selbsleinspurcnden Achse labile Zustände während des Fahrens vermieden und eine Stabilisierung und Rückstellung in die Geradeausfahrt mit einfachen Mitteln erreicht werden.

Diese Aufgabe wird bei einer selbsteinspurenden Achse der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die zur Drehachse des Drehgestells normale Ebene in Fahrzeuglängsrichtung geneigt ist, wobei die Neigung zum Fahrzeugende hin gerichtet ist. Bei der in der USA.-Patentschrift 2 185 062 beschriebenen Hinterachsanordnung kann zwar die zur Schwenkachse der Hinterachsdeichselanlcnkung normale Ebene in Fahrzeugrichtung geneigt verlaufen, wobei die Neigung zum Fahrzeugende hin gerichtet ist, doch ist dort kein Drehgestell vorgesehen. Es fehlt auch eine in bezug auf den Fahrzeugrahmen fest eingestellte Drehachse. Die in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen hinterste Achse besitzt eine kurze Deichsel, die an ihrem vorderen Ende mit weiterer· Teilen des Fahrzeugs durch ein Scharniergelenk verbunden ist, dessen Gelenkachse im wesentlichen senkrecht steht, jedoch je nach Straßcnbcr.chaffenkcit und Beladung unterschiedlich nach vorn und hinten geneigt sein kann. Da dieses Gelenk wiederum durch Gelenke mit waagerechten Achsen mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist, kann sich die Achse des Scharniergelenks auch seitlich schrägslcllen. Durch diese in allen Richtungen freie Bewegung ist durch eine Schrägstcllung der Deichsel eine unterschiedliche Belastung beider Räder nicht gegeben.

Durch die erfindungsgemäße Neigung wird aber d'c :xui dein Drehgestell lastende Ladung als Rückstellkraft wirksam, denn der Fahrzeugrahmen müßte sich über der hinteren selbsteinspurenden Achse in die Kurve legen, wenn zwischen Radachse und Fahrzeugrahmen keine Federn vorhanden wären. Dementsprechend werden bei gefederten Fahrzeugen die kurvenäußeren Federn stärker belastet und somit härter, so daß der Stützdruck unter dem kurvenäußeren Teil des Wagenkastens größer wird. Es wären also größere Kräfte als bisher dazu erforderlich, den Wagenkasten nach außen kippen zu lassen. Vorzugsweise wird ^lie Drehachse des Drehgestells so angeordnet, daß sie die geometrische Radachse vor letzterer kreuzt. Eine solche Maßnahme ist an sich bekannt ίο (Patentschrift 2 433 268 der V. St. A.). Die Drchlagerung der beiden Bauteilgruppen, die sich in diesem Drehgestell gegeneinander zu verdrehen vermögen, kann durch einen oberen und einen unteren Spurkranz oder durch einen Drehzapfen in einem Drehlager bewirkt werden. Die Rückstellkraft kann dadurch erhöht werden, daß der obere und der untere Teil des Drehgestells, beispielsweise der obere und der untere Spurkranz, in ihrer Mitte durch eine elastische Kupplung mite^;nander verbunden sind. Eine mögliche Ausführungsform besteht darin, daß ein Vierkantzapfen des einen Spurkranzes von einer Büchse des anderen Spurkranzes umgeben und mit ihm durch eine Gummifüllung fest verbunden ist. Die beim Einspuren gespannten Gummiklötzc üben eine Rückstellkraft in Richtung auf die neutrale Lage aus. Eine weitere vorteilhafte Kombination besteht in der Anwendung der Schrägstellung der Drehachse des Drehgestells auf eine Achseinheit mit pneumatischer Stabilisicreinrichtiing, die der vom Einspuren verursachten Auslenkung entgegenwirkt und wobei der die Rückstellkraft liefernde Druck in der pneumatischen Stabilisiereinrichtung abhängig von der Belastung des Fahrzeugs selbsttätig und so gesteuert wird, daß die Rückstellkraft gleichsinnig mit der Belastung wächst. Vorzugsweise wird in einem luftgefederten Fahrzeug der Druck in der Stabilisiereinrichtung von dem Luftdruck im Federsyslcm abgeleitet und so selbsttätig dosiert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispicls unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. I ein Hintcrachs-Fahrzeugdrehgestell von der Seite gesehen,

Fig. 2 die Draufsicht auf das Drehgestell nach F i R. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht eines Fahrzeugs mit selbsteinspurendem Drehgestell und

Fig. 4 das Fahrzeug gemäß Fig. 3, in Richtung des Pfeiles A gesehen.

Die Zugmaschine 1 hat eine Lenkachse 2 und eine starre Achse 3. Der Auflieger 4 stützt sich auf der Zugmaschine 1 über die Aufsatteleinrichtung 5 ab. Der Auflieger 4 besitzt zwei Hinterachsen, deren eine als feste Achse 6 und deren andere als sclbsteinspurende Achse 7 ausgebildet ist. Beide Achsen 6 und 7 sind an dem Rahmen 8 für den Aufbau 9 befestigt. Der Abstand X der festen Achse 6 von der Achse 7 beträgt 2 m oder mehr.

In F i g. 4 ist das Fahrzeug dargestellt, wie es auf der Fahrbahn 10 einen Kreisbogen durchfährt, dessen Mittelpunkt mit Il bezeichnet ist. Durch diesen Mittelpunkt 11 verläuft die Verlängerung der Achsen 12 und 13 der Lenkräder 2, die Verlängerung 14 der starren Achse 3 der Zugmaschine 1, die Verlängerung 15 der festen Achse 6 und die Verlängerung 16 der Mitte der Achse 7.

Die Längsachse des Fahrzeuges ist mit 17 bezeichnet. In dieser Achse liegt die Drehachse der Auf-

Sattelvorrichtung 5 und die Drehmitte der selbsteinspurenden Achse 7.

In F i g. 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 miteinander so geneigt sind, daß der tiefste Punkt 20 der beiden Spurkränze 18 und 19 in der Längsachse 17 des Aufliegers 4 liegt.

Der untere Spurkranz 19 ist an dem Rahmen 21 des Drehgestells der Achse 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 deren anderen Enden sich der Rahmen 21 über Luftfedern 27 abstützt. Dadurch, daß die Radachse 23 um den Betrag der Länge Y von der entsprechend geneigten Drehmitte 28 der Spurkränze 18 und 19 entfernt ist, und daß die beiden Räder dieser Achse 7 einen seitlichen Abstand voneinander haben, treten dann, wenn die Achse 7 bei Kurvenfahrt einspurt, also aus der Geradeausfahrt-Richtung ausschwenkt, Kräfte auf, die den ganzen Aufbau 9 anzuheben bestrebt sind. Die Last würde, wenn keine Federn vorhanden wären, auf ein höheres Niveau gehoben, dessen Potential bestrebt ist, die Achse 7 wieder in die Ausgangsstellung zurückzubringen. Bei gefederter Achse 7 treten statt eines Anhebens entsprechende Federkräfte auf. Diese Potential- oder Federkraft-Unterschiede sind erst wieder ausgeglichen, wenn der Einschlag wieder beseitigt ist.

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 Spurkranz 18 mit dem unteren Spurkranz 19 elastisch gekuppelt. Die Kanten des Vierkantzapfens 31 und die Ecken der Vierkantbuchse 32 stehen zueinander um 45° verdreht, so daß dazwischen ein Raum zur Aufnahme einer Gummikupplung 33 entsteht. In diesem Fall besteht die Gummikupplung 33 aus vier Klötzen von dreieckigem Querschnitt. Man kann die Kupplung aber auch auf anderem Wege herstellen, beispielsweise durch Zusammenvulkanisieren von Zapfen 31 und Buchse 32. Diese Gummikupplung ist bestrebt, die ausgespürte Radachse 23 wieder in die Geradeausrichtung zu bringen. Die erzielbare Rückstellkraft ist bei kleiner Auslenkung nur gering.

Eine weitere Rückstellanordnung besteht im wesentlichen aus einer Kimme 34 und einem Andrückkörper oder Korn 35. Das Korn 35 wird lastabhängig von einem Druckluftzylinder 38 gegen die Kimme 34 gedrückt. Die Auslenkung der Radachse 23 der Achseinheit 7 wird durch zwei am Rahmen 21 befindliche Anschläge 40 begrenzt. Die als Kurvenbahn ausgebildete Kimme 34 hat in ihrer Mitte einen V-förmigen Einschnitt, wobei die Wände der Kimme

34 nach außen hin, bezogen auf die Drehmitte des Drehgestells immer schwächer ansteigen. Das Korn

35 schließt sich in der Mitte der Kimme 34 an und ist deshalb ebenfalls V-förmig ausgebildet. Durch diese rastenähnliche Anordnung werden Auslenkungen der Achse 23 unter kleinen Kräften verhindert. Werden die Lenkräder der Zugmaschine 1 stärker eingeschlagen, so steigt der Andrückkörper 35 gegen die Kraft des Druckluftzylinders 38 in dem Einschnitt 41 die Kurvenbahn hinauf. Er bleibt so lange auf der Außenfläche 42, bis das Fahrzeug wieder geradeausfährt. Nach der Rückkehr in die Mitte der Kimme 34 wird die Achseinheit 7 von der Kraft des Zylinders 38 völlig geradeaus gerichtet und in der Geradeausstellung gehalteg.

Damit die Rückstellkräfte von der Größe der Ladung abhängig sind, wird der Druckluftzylinder 38

ίο aus den Luftfedern 27 beaufschlagt. Damit nimmt die Kraft des Zylinders 38 mit dem Ladungsgewicht zu. Bei Leerfahrt dagegen leistet der Zylinder 38 der beim Ausspuren auf die Achseinheit 7 wirkenden Kraft nur geringen Widerstand.

is 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 wird erfindungsgemäß durch die

ao Anordnung von doppelseitig wirkenden, hydraulischen Lenkungsdämpfern 43 (Stoßdämpfern) beseitigt.

Einem kurzen Fahrbahnstoß auf ein Rad wirken die Lenkungsdämpfer 43 mit ihrer eingestellten Kraft entgegen, und das Ausbrechen der Achse 7 wird verhindert. Die Wirkungsweise der Lenkungsdämpfer 43 ist die gleiche, wie die von Stoßdämpfern. Kurze Stöße werden aufgefangen, länger wirkende Kräfte, wie sie bei Kurvenfahrten auftreten, verursachen den Spurkranzeinschlag, dem die Lenkungsdämpfer 43 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 43 erfolgt bei gestrecktem Zug in der mittleren Hubstellung der Lenkungsdämpfer 43.

Die Lenkungsdämpfer 43 sind mit den anderen Rückstellkräften der elastischen Kupplung und der pneumatischen Rasteinrichtung genau abgestimmt.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hinter einer festen Achse angeordnetes Fahrzeugdrehgestell für eine selbsteinspurende Achse, deren Räder vorzugsweise den herkömmlichen Radstand (Spurbreite) haben, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drehachse (28) des Drehgestells normale Ebene in Fahrzeuglängsrichtung geneigt ist, wobei die Neigung zum Fahrzeugende hin gerichtet ist.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Drehachse (28) in an sich bekannter Weise vor der Radachse (23) diese letztere kreuzt. .

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise mit einem oberen und unteren Spurkranz (IS, 19) ausgestattet ist.

4. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Drehlager und einen Drehzapfen hat.

5. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Spurkranz (18,19) in ihrer Drehmitte in bekannter Weise durch eine elastische Kupplung (31 bis 33) miteinander verbunden sind.

6. Drehgestell nach Anspruch 5, dadurch ge-

kennzeichnet, daß ein Vierkantzapfen (31) von einer Büchse (32) umgeben und mit ihr durch eine Füllung (33) vereint ist, die als an sich bekanntes Kupplungselement den einen Spurkranz mit dem anderen verbindet.

7. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Spurkranz (18) oder der Fahrzeugrahmen (8) mit dem unteren Spurkranz (19) durch eine Rasteinrichtung in an sich bekannter Weise kuppelbar ist, die aus einer Kimme (34) und aus einem gegen die Kimme mit Druckluft gehaltenen Korn (35) besteht.

8. Drehgestell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücken der Kimme (34) zusammen mit ihrem Einschnitt (41) eine Bogenlänge hat, die dem Drehwinkel des Drehgestells entspricht und durch Anschläge (40) am Rahmen (21) bestimmt ist.

9. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Lenkungsdämpfer (43) _ö zwischen den Spurkränzen (18,19) des Drehgestells wirksam sind.

10. Drehgestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkungsdämpfer (43) an sich bekannte, hydraulische, doppelseitig wirkende Stoßdämpfer sind.

11. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (34, 35) als eine pneumatische Stabilisiereinrichtung ausgebildet ist, die der vom Einspuren verursachten Auslenkung entgegenwirkt und wobei der die Rückstellkraft liefernde Druck in der Stabilisiereinrichtung abhängig von der Belastung des Fahrzeugs selbsttätig und so gesteuert wird, daß die Rückstellkraft gleichsinnig mit der Belastung wächst.

12. Drehgestell nach Anspruch 11 in einem luftgefederten Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Stabilisiereinrichtung vom Luftdruck im Federsystem abgeleitet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen