DE2651082A1

DE2651082A1 - Anhaenger mit drehschemellenkung

Info

Publication number: DE2651082A1
Application number: DE19762651082
Authority: DE
Inventors: Kenneth John Heard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1977-05-26
Also published as: GB1529977A; FR2332166A1; FR2332166B1

Description

Werner Gramm

Kenneth John Heard 33 Braunschweig, den 8. Nov. 1976

_T ., „ „. _Ί. , Theodor-Heuss-Straße 1

Keepers Lodge, New Inn, Billesdon Telefon: 0531-80079

Leicester
Großbritannien

"Anhänger mit Drehschemellenkung" Anwaltsakte 3645 Pt.

Die Erfindung betrifft einen Anhänger mit Drehschemellenkung, bestehend aus einem die Nutzlast aufnehmenden Hauptrahmen mit einer Lagerung für die Hinterräder und aus einem den Drehschemel bildenden .Deichselrahmen, der eine Kupplung zur lösbaren Verbindung mit einer Zugmaschine sowie eine Lagerung für die gelenkten Vorderräder aufweist und zusammen mit Kupplung und Vorderrädern um eine lotrechte Drehachse gegenüber dem Hauptrahmen verschwenkbar ist.

Bei derartigen Anhängern, insbesondere in der Landwirtschaft genutzten Anhängern, ist die starre Vorderachse in einem Gestell angeordnet, das über eine Zapfen- oder Drehkranzführung drehbar mit dem Hauptrahmen verbunden ist. Dabei ist die Vorderradachse im allgemeinen diametral auf einer unteren Hälfte des Drehkranzes angeordnet. Die Deichsel läßt sich um eine horizontale, parallel zur Vorderradachse angeordnete Achse verschwenken, so daß die am Deichselende angebrachte Kupplung in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Die Nachteile derartiger Anhänger zeigen sich insbesondere bei Verwendung auf stark geneigtem Boden bzw. auf Gefällstrecken. In diesen Fällen wird vom Anhänger kein Gewicht auf die angetriebenen Hinterräder der Zugmaschine übertragen,so

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daß insbesondere bei Nässe die Griffigkeit verringert wird. Beim Durchfahren enger Kurven wird der von einer Zugmaschine gezogene Anhänger leicht instabil und zwar insbesondere auf Gefällestrecken oder beim Bremsen. Das Rückwärtsfahren ist bekanntlich schwierig.

Es wurde bereits eine Anhänger-Konstruktion vorgeschlagen, bei der von dem Anhänger etwas Gewicht auf die Hinterräder des Traktors übertragen wird und zwar über einen Deichselrahmen, an dessen einem Ende die Vorderräder gelagert und an dessen anderem Ende eine Kupplung zur Befestigung am Traktor vorgesehen sind. Der Deichselrahmen kann somit zusammen mit Kupplung und Vorderrädern um eine vor der Vorderradachse angeordnete horizontale Achse unter dem Hauptrahmen verschwenkt werden (siehe z.B. GB-PS 468 740 und 182 871). Derartige Anhänger unterstützen zwar die Zugkraft des Traktors, weisen jedoch nach wie vor eine hohe Instabilität bei großem Lenkeinschlag auf. Diese Instabilität wird noch dadurch verschlimmert, daß die Last auf dem Vorderteil des Anhängers vergrößert wird, um die Zugkraft des Traktors zu verbessern.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den eingangs erläuterten Anhänger hinsichtlich seiner Stabilität und, soweit erforderlich, hinsichtlich der Unterstützung der Zugkraft zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Gelenkverbindung zwischen Haupt- und Deichselrahmen, die einerseits über eine parallel zur Hinterachse angeordnete horizontale Schwenkachse an dem Hauptrahmen angelenkt und andererseits über die lotrechte Drehachse mit dem Deichselrahmen drehbar verbunden ist. Dadurch wird die VerSchwenkmöglichkeit des Deichselrahmens um die genannte horizontale Schwenkachse bei einem Lenkeinschlag begrenzt. Demgegenüber kann bei Geradeausfahrt der Deichselrahmen um die genannte horizontale Schwenkachse relativ gegenüber dem Hauptrahmen frei

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ver schwenken.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Gelenkverbindung vor den Vorderrädern angeordnet. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die lotrechte Drehachse die horizontale Schwenkachse schneidet.

In einer besonders günstigen Konstruktion genügt die Lage des Schnittpunktes zwischen lotrechter Drehachse und horizontaler Schwenkachse folgender geometrischer Bedingung:

P=| = f bis 4,

wobei Q den horizontalen Abstand zwischen Kupplung und lotrechter Drehachse und R den horizontalen Abstand zwischen lotrechter Drehachse und Vorderradachse angeben.

Die verschiedenen Schwenk- bzw. Drehbewegungen können konstruktiv vorzugsweise durch Wellen bzw. Achsen, aber auch durch Drehkränze, elastische, eine Schwenkbewegung zulassende GummihaIterungen o.dgl. ermöglicht werden. Die einzelnen Schwenkachsen können durch Wellen geometrisch festgelegt werden, soweit es aber zweckmäßig erscheint, können auch geringe Bewegungen oder ein Spiel vorgesehen werden.

Durch die Anordnung der Gelenkverbindung zwischen Kupplung und Vorderrädern liegt der Vorderteil des Hauptrahmens vor den Vorderrädern. Hierdurch läßt sich einerseits durch Übertragung einer entsprechenden Gewichtsbelastung die Zugkraft der Hinterräder der Zugmaschine erhöhen, andererseits aber sicher verhindern, daß die Kupplung durch die Anordnung der horizontalen Schwenkachse unterhalb des Hauptrahmens nicht nach oben gedrückt wird.

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Dadurch, daß die lotrechte Drehachse die horizontale Schwenkachse schneidet, zumindest aber beide Achsen dicht beieinander liegen, werden die mechanischen Beanspruchungen auf ein Minimum reduziert und Wende- sowie Reversierfreiheit erzielt. Die horizontale Schwenkachse liegt zweckmäßiger Weise höher als die Vorderradachse. Hierdurch wird beim Bremsen und der dadurch entstehenden plötzlichen Verzögerungskraft zusätzliches Gewicht auf die Traktorhinterräder aufgebracht.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird bei Geradeausfahrt eine Verdrehung um eine Längsachse des Deichselrahmens verhindert, während eine entsprechende Verdrehung bei einem Lenkeinschlag möglich wird. Die verschiedenen VerSchwenkbewegungen können durch Gelenkverbindungen, Wellen und/oder Drehkränze ermöglicht werden, wodurch der Widerstand gegen eine Verdrehung klein und konstant ist.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann die horizontale Schwenkachse der Gelenkverbindung aus zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Schwenkzapfen bestehen, die an zwei im Abstand voneinander angeordneten Längsträgern des Hauptrahmens befestigt sind. Es kann natürlich auch eine durchgehende Welle vorgesehen werden. Die Befestigung an den Längsträgern des Hauptrahmens erfolgt z.B. über nach unten ragende Konsolen. Die Gelenkverbindung weist zweckmäßiger Weise die lotrechte Drehachse umgebende Druckflächen auf, die auf entsprechenden Druckflächen des Deichselrahmens aufliegen, um eine gute Lastübertragung zu gewährleisten.

Die optimale Anordnung der Wellen und Achsen kann dem gewünschten Anhängerbetrieb angepaßt werden. Die lotrechte Achse liegt vorteil-

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haft so, daß beim Lenkeinschlag des Deichselrahmens die Vorderradachse unterhalb des Hauptrahmens bleibt. Die horizontale Schwenkachse soll von der Vorderradachse keinen zu großen Abstand aufweisen, um beim Verschwenken des Deichselrahmens eine nennenswerte Bewegung der Vorderradachse gegenüber der horizontalen Schwenkachse zu verhindern. Deshalb liegt der oben angegebene Wert für den Quotienten P vorzugsweise über 1 und zwar zwischen 1,5 und 4. In diesem Fall übernimmt die Zugmaschine einen nennenswerten Teil der Last des Anhängers; außerdem ist die Auf- und Abwärtsbewegung der Vorderräder begrenzt.

Die Hinterräder können auf einer durchgehenden Achse oder aber auf Achszapfen sitzen. Vorzugsweise sind die Hinterräder fest mit dem Hauptrahmen verbunden. Die Vorderräder können auf einer durchgehenden Achse sitzen.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 in Seitenansicht einen Anhänger;

Figur 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 in Draufsicht;

Figur 3 die Darstellung gemäß Fig. 1 in Frontansicht;

Figur 4 in vergrößertem Maßstab und isometrischer Darstellung einen Deichselrahmen des Anhängers gemäß den Figuren 1 bis 3;

Figur 5 in isometrischer Darstellung die wesentlichen

Bauteile eines Anhängers in einer abgewandelten Ausführungsform;

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Figur 6 in isometrischer Darstellung einen aus den Bauteilen gemäß Figur 5 zusammengebauten Anhänger mit eingeschlagenen Vorderrädern und

Figur 7 in Seitenansicht das vordere Ende des Anhängers gemäß Figur 5 bei Geradeausfahrt.

Aus Anschauungszwecken ist in den Figuren 1 bis 4 bei dem dort dargestellten Anhänger 2 die Ladefläche weggelassen, so daß nur die Rahmenteile erkennbar sind. Demnach besteht der Anhänger 2 aus einem Hauptrahmen 4, der zwei mit Abstand voneinander angeordnete Längsträger 30 aufweist. Am hinteren Ende des Hauptrahmens 4 ist eine Lagerung 6 für Hinterräder 8 vorgesehen, die auf einer durchgehenden starren Achse sitzen. Das vordere Ende des Anhängers liegt auf einem Deichselrahmen 10 auf, der eine Lagerung 12 für eine durchgehende Achse 18 aufweist, auf der Vorderräder 14 sitzen, und der an seinem den Vorderrädern gegenüberliegenden Ende eine Kupplung 16 mit einer öffnung zur Befestigung an einem Haken eines nicht dargestellten Traktors trägt. Ein unterer Drehkranz 20 ist an Querstücken festgeschweißt , die ihrerseits an Längsteilen des Deichselrahmens befestigt sind, die die Kupplung 16 und die Lagerung 12 miteinander verbinden. Der untere Drehkranz 20 trägt drehbar einen oberen Drehkranz 22, der eine horizontale, parallel zur Hinterachse des Fahrzeugs angeordnete Schwenkachse 26 aufweist, deren Enden in Konsolen 24 des Hauptrahmens 4 befestigt sind.

Die Verbindung zwischen Deichselrahmen 10 und Hauptrahmen 4 kann so ausgebildet sein, daß eine begrenzte Kippbewegung am vorderen Ende des Anhängers möglich ist.

In der horizontalen Schwenkverbindung 26 kann ein totes Spiel vorgesehen werden, um eine geringe Verschwenkbewegung der Vorder-

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räder 14 gegenüber dem Hauptrahmen 4 zur Anpassung an die Straßenoberfläche zuzulassen.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform eines Anhängers. Der Hauptrahmen 4 besteht aus einem Paar Längsträgern die über Querstücke 32 mit geringem Höhenmaß miteinander verbunden sind. Die Längsträger sind auf ihrer Unterseite zwischen den Vorder- und Hinterrädern mit Längsversteifungen 34 versehen, die die Biegesteifigkeit dieser Träger gegenüber lotrechter Beanspruchung erhöhen, ohne jedoch eine wesentliche Erhöhung der Torsionssteifigkeit des gesamten Hauptrahmens 4 zu bewirken. An die Längsträger ist ein Konsolenpaar 36 angeschweißt, das mit entsprechenden Konsolen 42 einer Gelenkverbindung 40 über eine horizontale Schwenkachse 38 schwenkbar verbunden ist, deren Mittelachse mit X bezeichnet ist. Die Gelenkverbindung 4 0 besteht aus einem quadratischen Rahmen mit einem mittleren Drehzapfen 44 mit lotrechter Drehachse Y, der in eine Bohrung 46 des Deichselrahmens 10 drehbar eingreift, so daß sich die Gelenkverbindung 40 gegenüber dem Deichselrahmen TO um die lotrechte Achse Y drehen läßt. Die Gelenkverbindung 40 kann sich unmittelbar auf der Oberseite der den Deichselrahmen 10 bildenden Teile abstützen, so daß ein Drehkranz unnötigt ist.

An dem einen Ende des Deichselrahmens 10 ist wiederum die Lagerung 12 für die Vorderräder 14 vorgesehen, deren Drehachse mit Z bezeichnet ist. Figur 7 läßt außerdem erkennen, daß an dem Deichselrahmen 10 ein Stützglied 48 pendelnd angelenkt sein kann, das die Kupplung 16 in einem Mindestabstand über dem Boden hält und bei gezogenem Anhänger etwaigen Hindernissen pendelnd ausweichen kann.

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Wird der Anhänger 2 geradeaus gezogen, und wird eine Last auf das vordere Ende des Anhängers aufgebracht, dann liegt diese Last vor den Vorderrädern 14 und drückt dadurch die Kupplung 16 nach unten (siehe Figur 7). Dadurch wird der Reibschluß zwischen den in Figur 7 angedeuteten Hinterrädern eines Traktors und dem Boden erhöht. Ferner ist aus Figur 7 erkennbar, daß sich die Drehachsen X und Y schneiden, und daß der Vertikalabstand zwischen den Achsen X und Z so klein ist, daß die Achse Z immer hinter der Achse X bleibt, selbst wenn der Traktor einen Hang hinauffährt und den Deichselrahmen 10 verschwenkt. Der Traktor kann abgekuppelt werden nach Absenken des Vorteils des Deichselrahmens über eine hydraulische Dreipunktaufhängung des Traktors, bis das Stützglied 48 auf dem Boden ruht. Der Deichselrahmen 10 kann nicht um eine horizontale Längsachse gegenüber dem Hauptrahmen 4 verschwenken.

Wird der Deichselrahmen 10 um die lotrechte Drehachse Y verdreht, liegt die Vorderradachse Z unter einem Winkel zu der horizontalen Schwenkachse X (siehe Figur 6), da sich die Achse X nicht zusammen mit dem Deichselrahmen 10 dreht , sondern gegenüber dem Hauptrahmen 4 eine unveränderte Lage beibehält. Deshalb kann der Deichselrahmen 10 bei einem Lenkeinschlag gegenüber dem Hauptrahmen 4 nicht mehr um eine horizontal und quer zum Deichselrahmen 10 verlaufende Achse verschwenken. Der gesamte vordere Teil des Anhängers 2, einschließlich des Deichselrahmens 10 und der Gelenkverbindung 40, kann sich gegenüber dem rückwärtigen, von den Hinterrädern 8 getragenen Teil des Anhängers verdrehen wegen der niedrigen Torsionssteifigkeit des Hauptrahmens 4. Die Vorderräder 14 liegen unterhalb des Hauptrahmens 4. Der Deichselrahmen 10 kann nun bei der in Figur 6 gezeigten Stellung um die horizontale Achse X, die nunmehr in Längsrichtung des Deichselrahmens liegt, verschwenken, ohne dadurch die Stabilität des vorderen Endes des Anhängers 2 zu beeinträchtigen. In der in Figur 6 dargestellten Position wird zwar ein Gewichtsanteil auf die Hinterräder des

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Traktors übertragen, aber eine Verdrehung des Hauptrahmens um seine Längsachse ist nicht möglich; das vordere Ende des Hauptrahmens 4 wird von dem Deichselrahmen 10 stabil abgestützt.

Der Anhänger gemäß der Erfindung weist eine einfache Bauweise auf, liefert für das Zugfahrzeug eine verbesserte Zugkraft und hat in der Geradeausfahrt sowie beim Drehen eine höhere Stabilität. Beim Bremsen wird zusätzliches Gewicht vom Vorderteil des Anhängers auf die Hinterräder des Traktors übertragen, wobei deren Reibschluß gegenüber dem Boden weiterhin erhöht wird. Der neue Anhänger ermöglicht ein problemloses Rückwärtsfahren.

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Claims

Patentansprüche:

C 1 - knl

lhänger mit Drehschemellenkung, bestehend aus einem die Nutz-—last aufnehmenden Hauptrahmen mit einer Lagerung für die Hinterräder und aus einem den Drehschemel bildenden Deichselrahmen, der eine Kupplung zur lösbaren Verbindung mit einer Zugmaschine sowie eine Lagerung für die gelenkten Vorderräder aufweist und zusammen mit Kupplung und Vorderrädern um eine lotrechte Drehachse gegenüber dem Hauptrahmen verschwenkbar ist, gekennzeichnet durch eine Gelenkverbindung (20,22; 40) zwischen Haupt- (4) und Deichselrahmen (10), die einerseits über eine parallel zur Hinterradachse angeordnete horizontale Schwenkachse (X) an dem Hauptrahmen (4) angelenkt und andererseits über die lotrechte Drehachse (Y) mit dem Deichselrahmen (10) drehbar verbunden ist.
2. Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung (20,22;40) vor den Vorderrädern (14) angeordnet ist.
3. Anhänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die horizontale Schwenkachse (26;38) der Gelenkverbindung (20,22; 40) aus zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Schwenkzapfen besteht, die an zwei im Abstand voneinander angeordneten Längsträgern (30) des Hauptrahmens (4) befestigt sind.
4. Anhänger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lotrechte Drehachse (Y) die horizontale Schwenkachse (X) schneidet.

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5. Anhänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schnittpunktes zwischen lotrechter Drehachse (Y) und horizontaler Schwenkachse (X) folgender geometrischer Bedingung genügt:

p=— = — hk 4
^e R 2 ^{D1S 4}'

wobei Q den horizontalen Abstand zwischen Kupplung (16) und lotrechter Drehachse (Y) und R den horizontalen Abstand zwischen lotrechter Drehachse (Y) und Vorderradachse (Z) angeben.
6. Anhänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deichselrahmen (10) ein Stützglied (48) pendelnd angelenkt ist, das die Kupplung (16) in einem Mindestabstand über dem Boden hält.
7. Anhänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrahmen (4) Längsversteifungen (34) aufweist, die eine Verdrehung des Hauptrahmens (4) um eine Längsachse zulassen.

Dipl.'-Ing. Werner Gramm

Patentanwalt

Gr/Gru.

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