DE19603873A1

DE19603873A1 - Anhängevorrichtung mit elastischer Dämpfung

Info

Publication number: DE19603873A1
Application number: DE1996103873
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Wohlhueter
Original assignee: Wohlhueter Gerhard Dipl-Ing 88484 Gutenzell-Huerbel De
Current assignee: WOHLHUETER, GERHARD, DIPL.-ING., 86316 FRIEDBERG,
Priority date: 1996-02-03
Filing date: 1996-02-03
Publication date: 1997-08-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Anhängevorrichtung, insbesondere in Verbindung mit einer Kugelkopfkupplung, umfassend einen Anhängebock zur Befestigung an einem Fahrzeugrahmen eines straßengängigen Fahrzeuges sowie einer Anhängerkupplung, welche am Anhängebock befestigt wird. Anhängerkupplung, Anhängebock sowie Fahrzeugrahmen werden im folgen den Bauteile genannt. Die im Fahrbetrieb vom Anhänger herrührenden Kräfte, Momente und Beschleunigungen - im folgenden Schnittgrößen genannt - werden zunächst in die Anhängerkupplung eingeleitet. Von der Anhängerkupplung werden die Schnittgrößen im weiteren Verlauf in den Anhängebock eingeleitet und von diesem wiederum in den Fahrzeugrahmen.

Bei bekannten Anhängevorrichtungen erfolgt die Einleitung bzw. Übertragung der Schnittgrößen über eine Verbindungsstelle von einem Bauteil zum anderen durch nach dem Stand der Technik üblichen Schweiß-, Schraub- bzw. Nietverbindungen. Diese Art der Übertragung hat den Nachteil, daß die Schnittgrößen - und dabei insbesondere die auftretenden Beschleunigungen - in ihrer vollen Wirkung von einem Bauteil zum anderen übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung der Bauteile durch die eingeleiteten Schnittgrößen zu minimieren.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung liegt darin, daß Anhängevorrichtungen Sicherheitsbauteile darstellen und in vielen Ländern hierfür besondere statische und dynamische Prüfbedingungen zugrundegelegt werden. Eine sehr verbreitete Prüfbedingung sieht beispielsweise so aus, daß die Anhängevorrichtung einer dynamischen Hydropulserprüfung mit 2 Mio. Lastwechseln unterzogen wird. Dabei wird die Anhängevorrichtung über einen Hydraulikzylinder mit definierten Kräften 2 Mio. mal wechselnd belastet. Nach Abschluß des Prüfvorgangs dürfen an der Anhängevorrichtung weder Risse noch Brüche aufgetreten sein. Die Anzahl von 2 Mio. Lastwechseln berücksichtigt dabei die Lebensdauerfestigkeit des Werkstoffes Stahl.

Neueste Entwicklungstendenzen versuchen Leichtmetallwerkstoffe in der Anhängevorrichtung einzusetzen. Dabei können ökologisch sinnvolle Gewichtsreduzierungen resultieren. Die meisten Leichtmetallwerkstoffe weisen nun aber nicht das ausgeprägte Verhalten von Stahlwerkstoffen hinsichtlich ihrer Lebensdauerfestigkeit auf. Bei diesen Werkstoffen müßte mit einer zum Teil wesentlich höheren Anzahl von Lastwechseln und/oder mit höheren Belastungswerten geprüft werden. Dies wiederum wirkt sich extrem negativ auf die Bauteilfestigkeit und damit auf die anfallenden Kosten aus, so daß oftmals der Vorteil des Einsatzes von Leichtmetallen oder sogar Kunststoffen wieder entfällt.

Durch konstruktiven Einsatz von elastischen Dämpfungselementen zwischen den Bauteilen können Belastungsspitzen bei den erforderlichen Prüfungen und im Fahrbetrieb minimiert werden, wodurch ein Einsatz von Leichtmetallwerkstoffen oder Kunststoffen ökologisch und ökonomisch sinnvoll wird. Eine Kombination unterschiedlicher Metalle ist ebenfalls möglich, da eventuelle Korrosionsprobleme an den Kontaktstellen durch die Trennung der Bauteile aufgrund von Dämpfungselementen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß aufgrund der Dämpfungselemente der Fahrkomfort im Fahrzeuginnenraum erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens eine Verbindungsstelle von einem Bauteil zum anderen mit einem elastischen Dämpfungselement zu versehen. Dabei können Beschleunigungsspitzen in dem elastischen Dämpfungselement direkt in Wärmeenergie umgesetzt werden und dadurch die Bauteile selbst entlastet werden. Als Dämpfungselemente können dabei Werkstoffe, wie Gummi, Kunststoffe oder Kombinationen aus diesen mit metallischen Werkstoffen oder ähnliche Verwendung finden. Ebenso sind druckluft- oder ölhydraulische Dämpfungselemente möglich. Des weiteren können die Dämpfungselemente in ihrer Wirkung auf mehrere geometrische Achsen ausgelegt sein.

Das bedeutet, daß ein Dämpfungselement für Kräfte und Momente aus verschiedenen geometrischen Richtungen wirksam sein kann. Es ist denkbar, die Dämpfungselemente an unterschiedlichen Stellen anzubringen. In einer möglichen Ausführung kann die Befestigungsstelle zwischen Anhängerkupplung und Anhängebock und/oder die Verbindungsstelle zwischen Anhängebock und Fahrzeugrahmen und/oder direkt der Fahrzeugrahmen dafür vorgesehen sein.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Figuren anhand von Ausführungs beispielen. Es stellen dar:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht einer Anhängevorrichtung mit einem Anhängebock sowie einem Teil eines Fahrzeugrahmens.

Fig. 2 Eine Schnittdarstellung der Verbindung zwischen Anhängerkupplung und Anhängebock.

Fig. 3 Eine Schnittdarstellung der Verbindung zwischen Anhängebock und Fahrzeugrahmen.

Fig. 4 Eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführung, bei der der Fahrzeugrahmen mit Dämpfungselementen versehen ist.

In Fig. 1 ist eine Ausführung einer Anhängevorrichtung 10 sowie ein Ausschnitt eines Fahrzeugrahmens 11 mit Befestigungsholmen 9 dargestellt. Die Anhängevorrichtung 10 besteht dabei aus der Anhängerkupplung 12 sowie dem Anhängebock 13. Der Anhängebock 13 wiederum besteht in dieser Ausführungsform aus dem Querträger 14, den Anschlußlaschen 15 mit Befestigungsstellen 16 sowie den Stirnblechen 17 mit Verbindungsstellen 18 zur Befestigung des Anhängebocks 13 an den Verbindungsstellen 20 der Befestigungsholme 9.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch eine der Befestigungsstellen 16. Die Anhängerkupplung 12 ist dabei mit der Bohrung 19 ausgeführt. In die Bohrung 19 ist in der Ausführung rechts ein radiales (z-Richtung) Dämpfungselement 21 eingesetzt. Zusätzlich ist in dieser Ausführung zwischen Anschlußlasche 15 und Anhängerkupplung 12 ein axiales (y-Richtung) Dämpfungselement 22 eingebracht. Auf der linken Seite ist eine Ausführungsform mit einer einteiligen Version eines radialen sowie axialen Dämpfungselementes 23 eingesetzt. Die formschlüssige Verbindung zwischen Anschlußlaschen 15 und Anhängerkupplung 12 übernimmt der Bolzen 24. Der Bolzen 24 kann wahlweise auch als Schraube, Niet oder sonstiges nach dem Stand der Technik bekanntes Verbindungselement ausgeführt sein.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Anhängerkupplung 12 sowohl auf dem Bolzen 24 (x- und z-Richtung) als auch zwischen den Anschlußlaschen 15 (y-Richtung) elastisch gelagert ist. In Variation dieser Ausführungsform ist möglich, daß die Anhängerkupplung 12 nur in einer (x-, z- oder y-Richtung) oder in Kombinationen dieser Richtungen elastisch gelagert ist. Weiterhin ist möglich, daß die Anhängerkupplung 12 nur an einer oder aber an mehreren Befestigungspunkten zwischen den Bauteilen elastisch gelagert ist. Der Verbindungsbolzen 34 kann wahlweise auch als Schraube, Niet oder sonstiges nach dem Stand der Technik bekanntes Verbindungselement ausgeführt sein.

Fig. 3 zeigt die Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher der Anhängebock 13 mit den Stirnblechen 17 elastisch an den Befestigungsholmen 9 des Fahrzeugrahmens 11 gelagert ist. Die Darstellung zeigt einen Schnitt durch eine der Verbindungsstellen 18 bzw. 20 in montierter Funktion. In die Verbindungsstellen 18 ist ein Dämpfungselement 31 eingebracht. In dieser Ausführung wirkt das Dämpfungselement 31 in radialer Richtung (x- und z-Richtung) sowie durch den Bund 33 auch in axialer Richtung (y-Richtung). Eine weitere Ausführungsform kann analog der Fig. 2 auf der rechten Seite gewählt werden (analog Position 21 und 22). In Variation dieser Ausführungsform ist weiterhin möglich, daß der Anhängebock 13 nur in einer Richtung (x-, z- oder y-Richtung) oder in Kombination dieser Richtungen elastisch gelagert ist. Weiterhin ist denkbar, daß der Anhängebock nur an einem oder aber an mehreren Befestigungspunkten elastisch gelagert ist. Ebenso ist in einer alternativen Ausführung möglich, daß das Dämpfungselement 23 bzw. 21 anstatt in der Anhängerkupplung 12 in der Anschlußlasche 15 eingesetzt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform analog zu Fig. 3 mit der Unterscheidung, daß das Dämpfungselement 41 im Befestigungsholm 9 gelagert ist. Zusätzlich ist zur Lagerung des Dämpfungselementes 41 ein Verstärkungsteil 44 in den Fahrzeugrahmen eingebracht. Ansonsten gelten dieselben Beschreibungsmerkmale wie in Fig. 3.

Claims

1. Anhängevorrichtung, insbesondere für ein straßengängiges Fahrzeug, umfassend eine Anhängekupplung (12), einen Anhängebock (13), sowie Befestigungsstellen (16) zur Verbindung zwischen Anhängerkupplung (12) und Anhängebock (13) sowie Verbindungsstellen (18) und (20) zur Verbindung zwischen Anhängebock (13) und dem Fahrzeugrahmen (11), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Befestigungsstellen (16), oder Verbindungsstellen (18), (20) mit wenigstens einem elastischen Dämpfungselement (21), (22), (23) ausgeführt ist und daß wenigstens eines der kraftübertragenden Bauteile Anhängerkupplung (12), Anhängebock (13), Befestigungselemente (19) oder einzelne Teile dieser Bauteile aus nicht eisenmetallischen Werkstoffen ausgeführt sind.

2. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Befestigungsstelle (16) zwischen Anhängerkupplung (12) und Anhängebock (13) mit wenigstens einem elastischen Dämpfungselement ausgeführt ist.

3. Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Verbindungsstelle (18), (20) zwischen Anhängebock (13) und Befestigungsholmen (9) am Fahrzeug mit wenigstens einem elastischen Dämpfungselement ausgeführt ist.

4. Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl wenigstens eine Befestigungsstelle (16) als auch wenigstens eine Verbindungsstelle (18), (20) mit elastischen Dämpfungselementen ausgeführt sind.

5. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Dämpfungselemente (21), (22), (23) aus Werkstoffen, wie Gummi, Kautschuk, Kunststoffen oder Kombinationen dieser Werkstoffe mit metallischen Werkstoffen ausgeführt sind.

6. Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Dämpfungselement (21), (22), (23) Kräfte in wenigstens einer geometrischen Richtung radial und/oder axial übertragen kann.

7. Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstellen (16) zwischen den Bauteilen Anhängerkupplung (12) und Anhängebock (13) bzw. die Verbindungsstellen (18), (20) zwischen den Bauteilen Anhängebock (13) und dem Fahrzeugrahmen (11) - an den Verbindungsstellen, an welchen elastische Dämpfungselemente eingebaut sind - keinen metallischen Kontakt zwischen den Bauteilen aufweisen.