DE2841746A1

DE2841746A1 - Einrichtung zum daempfen von schlingerbewegungen zwischen zugfahrzeug und anhaengerfahrzeug

Info

Publication number: DE2841746A1
Application number: DE19782841746
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr Ing Grau
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: GRAU, DIETRICH, DR.-ING., 8951 MAUERSTETTEN, DE
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1980-04-03
Also published as: GB2038259A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug mit einer Kupplungskugel am Zugfahrzeug und einem Kugelkupplungsgehäuse am Anhängerfahrzeug und mit mindestens einer mechanischen Reibflächenpaarung, deren gemeinsame Reibebene horizontal angeordnet und eine Gierbewegung behindernd ausgebildet ist, wobei beide Flächen über Kräfte übertragende Elemente um eine gemeinsame Vertikalachse durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel drehend angeordnet sind.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 25 27 673 bekannt. Die eine, zur Reibflächenpaarung gehörende Fläche ist dabei am Zugfahrzeug angeordnet, während die andere Fläche am Anhängerfahrzeug vorgesehen ist. Die am Zugfahrzeug vorgesehene Fläche besteht aus einem bogenförmigen Abschnitt, der zudem um eine quer zur Fahrtrichtung des Zugfahrzeuges horizontal angeordnete Achse klappbar ist. Die zugehörige Fläche auf dem Anhängerfahrzeug besteht praktisch aus den Backen einer Scheibenbremse; die Backen sind unbeweglich - mit Ausnahme der Aufbringung ihrer Zuspannkraft - am Anhängerfahrzeug angeordnet. Da die beiden zu der Reibflächenpaarung gehörenden Flächen auf unterschiedlichen Fahrzeugteilen, also auf dem Zugfahrzeug und auf dem Anhängerfahrzeug angeordnet sind, besteht bei Gierbewegungen keine andere Möglichkeit, als daß die dabei auftretenden Kräfte so zwischen der Reibflächenpaarung übertragen werden, daß die Achse dieser Bewegung durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel geht. Unabhängig davon ist, ob der Reibbelag, der auf dem Zugfahrzeug angeordnet ist, bogenförmige Form oder einen halbkreis-

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förmigen umriß aufweist od. dgl. Diese bekannte Einrichtung ist geeignet, reinen Gierbewegungen, also Drehbewegungen um die Hochachse, entgegenzuwirken. Nickbewegungen, also reine Bewegungen des Änhärtgerfahrzeuges um eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Horizontalachse, können nicht ordnungsgemäß aufgenommen werden. Da die beiden Flächen der Reibflächenpaarung beim Auftreten von Nickbewegungen um unterschiedliche Achsen drehen, besteht die Gefahr des Verkantens in der Reibflächenpaarung, die nur dadurch be- oder verhindert werden kann, daß der halbkreisförmige Reibbelag sowie die angrenzenden Teile auch auf Biegung beansprucht, also verbogen werden. Während diese unzulässige Biegebeanspruchung bei Nickbewegungen geringfügigen Ausmaßes unter Umständen noch in Kauf genommen werden kann, wird die gesamte Vorrichtung bei Wankbewegungen, also reinen Drehbewegungen des Anhängerfahrzeuges um eine in Fahrtrichtung liegende Horizontalachse, unzulässig verbogen. Da unter einer Schlingerbewegung eine kombinierte Bewegung aus Gieren, Nicken und Wanken verstanden wird, ist diese bekannte Einrichtung an sich gar keine Antischlingervorrichtung, sie ist also für die praktische Anwendung ungeeignet.

Die DE-AS 1 253 590 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, mit der auch Schlingerbewegungen behindert werden sollen, obwohl es sich hier auch in erster Linie um Gierbewegungen handelt. Zu diesem Zweck sind die beiden Flächen der Reibflächenpaarung auf dem Anhängerfahrzeug vorgesehen, und zwar in entsprechender Entfernung von der durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel gehenden Hochachse. Die eine Fläche der Reitflächenpaarung ist über ein mit mehreren Gelenken versehenes

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Gestänge an dem Zugfahrzeug angelenkt, so daß mit dieser Einrichtung Gierbewegungen um die Hochachse durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel auf die Reibflächenpaavrung übertragen werden können, über Nick- und Wankbewegungen sagt diese Druckschrift nichts aus. Eines der beiden Gelenke des öbertragungsgestänges soll jedoch als Kugelgelenk ausgebildet sein, um auf diese Weise mehr Freiheit in der zu übertragenden Bewegung zu bringen und einer Verbiegung des Gestänges bei Schiingerbewegungen entgegenzuwirken. Mit dieser bekannten Vorrichtung können Gierbewegungen auch nicht optimal bekämpft werden, weil infolge der exzentrischen Anordnung der Reibflächenpaarung zu der Hochachse durch die Kupplungskugel resultierende Kräfte vom Anhängerfahrzeug an der Kupplungskugel auf das Zugfahrzeug übertragen werden, die zu dem besonders nachteiligen Versatz der Hinterachse des Zugfahrzeuges beim Auftreten von Schlingerbewegungen führen.

Auch die DE-OS 25 54 679 zeigt eine Vorrichtung mit einer exzentrisch zu der Hochachse durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel angeordnetai Reibflächenpaarung. Um den nachteiligen Verbiegungen der betreffenden Vorrichtungsteile entgegenzuwirken, ist hier bereits versucht worden, durch eine Vielzahl von Gelenkpunkten und eine zusätzliche längenbewegliche Führung des Gestänges die erforderlichen Freiheitsgrade zu schaffen. Aber auch mit dieser Vorrichtung läßt es sich nicht vermeiden, beim Auftreten von Schlingerbewegungen und einer einsetzenden Dämpfung resultierende Kräfte auf das Zugfahrzeug zu übertragen, die zu dem angesprochenen ungünstigen seitlichen Versatz der Hinterachse des Zugfahrzeuges führen. Eine noch größere Anzahl von Gelenken und eine damit weiter ver-

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komplizierte Einrichtung zeigt die DE-OS 25 29 262. Trotz der Vielzahl dieser Gelenke tritt beispielsweise bei reinen Wankbewegungen und somit auch bei jeder Schlingerbewegung, die einen Wankbewegungsanteil hat, eine nachteilige Verbiegung zwischen den einzelnen Teilen der Vorrichtung ein. Im übrigen sind bei dieser bekannten Vorrichtung verschiedene Reibflächenpaarungen vorgesehen, unter anderem eine Reibflächenpaarung, die Gierbewegungen entgegenwirken soll und eine andere Reibflächenpaarung, die Nickbewegungen behindern soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der beim Auftreten von Schlingerbewegungen der Anteil der Gierbewegung gedämpft wird, während Kräfte beim Auftreten von Wank- oder Nickbewegungen von der Reibflächenpaarung ferngehalten werden, so daß eine unzulässige Verbiegung der Teile der Einrichtung nicht eintritt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die beiden Flächen der Reibflächenpaarung entweder auf dem Zugfahrzeug oder auf den Anhängerfahrzeug angeordnet sind und daß die die Kräfte auf die Reibflächenpaarung übertragenden Elemente ausschließlich zur übertragung von Gierbewegungen ausgebildet sind. Wesentlich ist zunächst einmal, daß beide Flächen der Reibflächenpaarung nicht auf verschiedenen Fahrzeugteilen, sondern entweder beide nur auf dem Zugfahrzeug oder beide nur auf dem Anhängerfahrzeug vorgesehen sind, wobei zusätzlich die Bedingung eingehalten werden muß, daß beide Flächen über Kräfte übertragende Elemente um eine gemeinsame Vertikalachse durch den Mittelpunkt der

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Kupplungskugel drehend angeordnet sind. Weiterhin müssen die die Kräfte auf die Reibflächenpaarung übertragenden Elemente so ausgebildet sein, daß sie aussdiießlich die Gierbewegungen übertragen, nicht aber Nickbewegungen und auch nicht Wankbewegungen. Es ist also erforderlich, eine Mitnahme der die Kräfte übertragenden Elemente in der Horizontalebene, also beim Drehen um die Hochachse (Gieren) zu erzielen, dagegen in den beiden anderen Raumrichtungen die erforderliche Freiheit zu geben.

Mit besonderem Vorteil ist für die reproduzierbare und schnelle Aufbringung bzw. den Abbau der in der Reibflächenpaarung wirkenden Vorspannkraft ein Exzenterhebel vorgesehen. Diese Maßnahme ist erforderlich, um Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug in den -verschiedenen Winkellagen zueinander kuppel und entkuppeln zu können. Der Exzenterhebel ist in der Spannstellung durch eine mechanische Sperre blockierbar, so daß verläßlich verhindert ist, daß sich die Anpreßkraft während der Fahrt in der Reibflächenpaarung aufhebt. Wie allgemein bei derartigen mechanischen Reibflächenpaarungen üblich ist, wird die Anpre,ßkraft über eine nachspannende Feder, beispielsweise eine Tellerfeder übertragen, um einem Verschleiß in der Reibflächenpaarung derart entgegenzuwirken, daß die Vorspannkraft in etwa reproduzierbar vorhanden ist. Zur Erhöhung des aufnehmbaren Drehmomentes einer Gierbewegung können mehrere Reibflächenpaarungen übereinander vorgesehen sein, also beispielsweise nach Art eines geschichteten Patetes, wie dies auch bei Lamellenkupplungen bekannt ist. Auf diese Weise ist es möglich, das aufnehmbare Drehmoment der bisher bekannten Vorrichtungen wesentlich zu erhöhen bzw. in einer andere Größenordnung anzuheben.

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Eine besonders einfache Ausführungsform der Einrichtung ergibt sich dann, wenn die Reibflächenpaarung unter der Kupplungskugel auf dem Zugfahrzeug angeordnet ist und die die Kräfte übertragenden Elemente aus einer Konsole am Zugfahrzeug und einem dem Anhängerfahrzeug zugeordneten Mitnehmer bestehen. Der Mitnehmer umfaßt das Kugelkupplungsgehäuse seitlich in Längsrichtung, so daß lediglich Gierbewegungen des Anhängers, nicht aber Nickoder Wankbewegungen des Anhängers in die Reibflächenpaarung übertragen werden. Der Mitnehmer ist dabei nach beiden Drehrichtungen wirkend ausgebildet und besteht beispielsweise aus einem Joch für das Kugelkupplungsgehäuse.

Auch die umgekehrte Ausführung ist möglich, bei der also beide Flächen der Reibflächenpaarung auf dem Anhängerfahrzeug angeordnet sind. Dann muß verständlicherweise der Mitnehmer mit dem Zugfahrzeug in Wirkverbindung stehen.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungen zu. Sie wird anhand einiger Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der wesentlichen Teile der Einrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der Einrichtung gemäß Fig. 1 von hinten,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Einrichtung und

Fig. 4 eine Rückansicht der Vorrichtung, teilweise geschnitten.

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Auf einer zweiteiligen Konsole 1, die mit dem Zugfahrzeug verbunden ist, ist eine Kupplungskugel 2 einer Kugelkupplung drehfest gelagert. Zu diesem Zweck besitzt der Schaft 3, der die Konsole 1 durchdringt, eine Anfräsung 4, die das Drehen des Schaftes 3 in der Konsole 1 verhindert. Die Kupplungskugel besitzt einen im Durchmesser erweiterten Bund 5, der auf seiner Unterseite eine Fläche 6 einer Reibflächenpaarung abgibt. Eine weitere Fläche 7 wird von der Konsole 1 gebildet. Zwischen den beiden Flächen 6 und 7 ist ein Drehteller 8 drehbar um den Schaft 3 der Kupplungskugel 2 gelagert, der auf seinen beiden Stirnflächen mit den Reibflächen 9 und 10 mechanischer Reibkörper belegt ist. Wie hier ersichtlich ist, ist die Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 doppelt ausgebildet. Mit dem Drehteller 8 steht ein Mitnehmer 11 in drehfester Verbindung.

Zur Aufbringung der erforderlichen Anpreßkraft in der Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 besitzt der Schaft 3 der Kupplungskugel 2 an seinem aus der Konsole 1 nach unten herausreichenden Ende ein Gewinde 12, dem eine durch den Splint 14 gesicherte Kronensplxntmutter 13 zugeordnet ist. Zwischen der Kronensplxntmutter 13 und der Konsole 1 ist noch ein federndes Element 15, beispielsweise eine Tellerfeder od. dgl. vorgesehen, welches geeignet ist, den sich bei längerer Benutzung in den Reibflächenpaarungen 6, 9; 7, 10 ergebenden Verschleiß auszugleichen. Es versteht sich, daß über die Kronensplxntmutter 13 und das federnde Element 15 die Anpreßkraft in der Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 aufgebracht wird.

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Fig. 1 läßt leicht erkennen, daß die beiden bzw. vier Flächen der Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 auf dem Zugfahrzeug angeordnet sind, und zwar derart, daß ihre Achse, um die Bewegungen stattfinden können, durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel 2 geht. Dies ist insofern wesentlich, als damit die Dämpfung von Gierbewegungen an einer Stelle erfolgt, an der keine resultierenden Kräfte über die Kupplungskugel 2 auf das Zugfahrzeug übertragen werden können.

Auf dem Anhängerfahrzeug ist in bekannter Weise das Kugelkupplungsgehäuse 16 mit der Zugstange verbunden. Üblicherweise ist auch eine Auflaufbremse angeordnet. Die Kugelkupplung wird bekanntlich aus der Kupplungskugel 2 und dem Kugelkupplungsgehäuse 16 gebildet, wobei die Einzelheiten für das öffnen und Verschließen der Kugelkupplung weggelassen sind. Es ist aus den Fig. und 2 aber ersichtlich, wie das Kugelkupplungsgehäuse die Kupplungskugel 2 umgreift. Der Mitnehmer 11 erstreckt sich um das für die Übertragung der auftretenden Drehmomente bei einer Gierbewegung erforderliche Maß nach hinten und umschließt seinerseits in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise das Kugelkupplungsgehäuse 16. Der Mitnehmer 11 ist zweiteilig ausgebildet, so daß er in beiden Drehrichtungen wirkend eingesetzt wird. Er ist mit den Drehteller 8 drehfest verbunden, beispielsweise verschweißt oder auch einstückig mit diesem hergestellt. Fig. 2 zeigt weiterhin deutlich, daß nur reine Gierbewegungen zu einer momenten übertragung zwischen dem Kugelkupplungsgehäuse 16 und dem Mitnehmer 11 führervkönnen, nicht dagegen reine Nickbewegungen oder reine Wankbewegungen. Die beiden zuletzt genannten Bewegungen - jedenfalls in dem Umfange, wie

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sie zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug üblicherweise auftreten, haben keinen Einfluß auf die Reibflächenpaarung 6, 9 ? 7, 10. Reine Nickbewegungen werden, da sie im wesentlichen nur ein Einfedern der Hinterachse des Zugfahrzeuges zur Folge haben, als nicht schädlich angesehen, jedenfalls insoweit, als sie einen seitlichen Versatz der Hinterachse des Zugfahrzeuges nicht bewirken können. Ebenso verhält es sich mit reinen Wankbewegungen, und zwar exakt dann, wenn die Wankachse mit dem Momentanzentrum durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel 2 geht.

Es versteht sich, daß die Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 zur Erhöhung des aufnehmbaren Drehmomentes auch vervielfacht angeordnet werden kann, wie dies ähnlich bei Lamellenkupplungen bekannt ist. Reibpakete können sowohl oberhalb der Konsole 1 als auch unterhalb derselben angeordnet werden. Es ist auch möglich, die Reibflächenpaarungen anstatt auf dem Zugfahrzeug, auf dem Anhängerfahrzeug vorzusehen. Dabei muß dann der Mitnehmer 11 dem Zugfahrzeug zugeordnet sein. Es ergibt sich hier also die Umkehrung der Konstruktion.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Reibflächenpaarungen 6, 9 und 7, 10 ober- und unterhalb der Konsole 1 vorgesehen sind. Der Mitnehmer 11 ist hier nicht mit einem gesonderten Drehteller 8, sondern direkt mit dem Bund 5 an der Kugelkupplung 2 drehfest verbunden. Infolge dessen wird die Kupplungskugel 2 mit ihrem Schaft 3 bei reinen Gierbewegungen mitgedreht, d.h. gegenüber

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der Konsole 1 gedreht, so daß der Schaft 3 also hier drehbar gelagert sein muß. Unterhalb der Konsole 1 ist ein analoger 5' zusätzlich vorgesehen, der drehfest mit dem Schacht 3, jedoch axial verschieblich angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung des Kugelkupplungsgehäuse 16 über den Mitnehmer 11 auf die beiden Bunde 5 und 5' übertragen. Der Mitnehmer 11 besitzt seitlich Verstärkungsrippen 17 und 18, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, um die relativ hohen Drehmomente aufnehmen zu können. Wie ersichtlich, ist der Mitnehmer 11 unten offen gestaltet. Das federnde Element 15 ist hier zwischen den oberen Bund 5 und einen Kragen 19 der Kupplungskugel 2 eingeschaltet. Infolge der drehfesten Verbindung der beiden Bunde 5,5' mit dem Schaft dreht also auch die ganze Kupplungskugel 2 bei reinen Gierbewegungen in der Konsole 1.

Zur Aufbringung der Anpreßkraft in der Reibflächenpaarung 6, 9; 7, 10 ist am unteren Ende des Schaftes 3 ein Exzenterhebel 20 drehbar gelagert, der als Schnellspannverschluß eingesetzt wird. An dem Bund 5' befindet sich ein Fortsatz 21, durch den ein Sicherungselement in der verspannten Stellung hindurchgeführt wird, welches gleichzeitig den Exzenterhebel 20 durchsetzt und diesen in gesicherter Lage hält. Der Exzenterhebel 20 bietet die Möglichkeit, die Anpreßkraft; sehr einfach und schnell wegnehmen zu können, wenn beispielsweise ein Kupplungsvorgang zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug stattfinden soll. Da die relative Winkellage zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug, die beim zuvor durchgeführten Abkuppeln vorhanden war, beim Ankuppeln in der Regel nicht genau eingehalten werden kann, kann nach dem

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Lösen äes Exzenterhebels 20 sehr leicht und schnell wieder eine fluchtende Lage zwischen dem Mitnehmer 11 und dem Kugelkupplungsgehäuse 16 durch Verdrehen des Mitnehmers 11 in der entspannten Lage hergestellt werden. Der Exzenterhebel 20 kann auch lösbar von dem Schaft 3 ausgebildet und vorgesehen sein, so daß sich nach dem Abkuppeln des Anhängerfahrzeuges auch die Kupplungskugel 2 mit den betreffenden Einzelteilen von der Konsole 1 abnehmen läßt, wenn das Zugfahrzeug ohne Anhängerfahrzeug gefahren werden soll.

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Claims

IOTSER ZEICHEN OUR REF.

Graubremse GmbH, Eppelheimer Straße 76, 6900 Heidelberg

Einrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug

Patentansprüche :

1 .JEinrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen zwischen ^rjgfahrzeug und Anhängerfahrzeug mit einer Kupplungskugel am Zugfahrzeug und einem Kugelkupplungsgehäuse am Anhängerfahrzeug und mit mindestens einer mechanischen Reibflächenpaarung, deren gemeinsame Reibebene horizontal angeordnet und eine Gierbewegung behindernd ausgebildet ist, wobei beide Flächen über Kräfte übertragende Elemente um eine gemeinsame Vertikalachse durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel drehend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flächen der Reibflächenpaarung (6, 9; 7, 10) entweder auf dem Zugfahrzeug oder auf dem

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OHBINAL INSPECTED

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Anhängerfahrzeug angeordnet sind und daß die die Kräfte auf die Reibflächenpaarung übertragenden Elemente (11, 5, 16) ausschließlich zur übertragung von Gierbewegungen ausgebildet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die reproduzierbare und schnelle Aufbringung bzw. Abbau der in der Reibflächenpaarung (6, 9; 7, 10) wirkenden Vorspannkraft ein Exzenterhebel (20) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterhebel (20) in der Spannstellung durch eine mechanische Sperre (21, 22) blockierbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des aufnehmbaren Drehmomentes einer Gierbewegung mehrere Reibflächenpaarungen (6, 9; 7, 10 usw.) vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächenpaarung (6, 9; 7, 10) unterhalb der Kupplungskugel (2) auf dem Zugfahrzeug angeordnet ist und die die Kräfte übertragenden Elemente aus einer Konsole (1) am Zugfahrzeug und einem dem Anhängerfahrzeug zugeordneten Mitnehmer (11) bestehen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (.11) das Kuge Ikupp lungs gehäuse (16) seitlich in Längsrichtung umfaßt.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (11) nach beiden Drehrichtungen wirkend als ein Joch für das KugeIkupplungsgehäuse (16) ausgebildet ist.

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