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Lenkung für drehkranzgelagerte Anhänger-Vorderachsen
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Allgemeine Beschreibung Die bei Kurvenfahrt eines Lastzuges (Zugmaschine
und Anhänger) von der Zugmaschine ausgelöste Anhänger-Zuggabelbewegung wird nicht
direkt in der üblichen Weise auf eine drehkranzgelagerte Anhänger-Vorderachse zur
Anhänger lenkung übertragen, sondern ist u.a. erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
dass die Winkelbewegung der Anhänger-Zuggabel nicht winkelgleich ist mit der Winkelbewegung
der drehkranzgelagerten Anhanger-Vorderachse.
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Bei achsschenkelgelenkten Anhänger-Vorderachsen ist ein in der Wirkung
ähnlicher Bewegungsunterschied zwischen Zuggabeleinschlag und Lenkungseinschlag
bekannt.
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Bei drehkranzgelagerten Anhänger-Vorderachsen wird bei bekannten Lösungen
diese Wirkung durch separat angesteuerte Lenkstangen direkt auf die Anhänger-Vorderachse
oder über ähnlich wirkende Steuer-Schubelemente erzeugt. Eigen ist jedoch allen
diesen Lösungen eine separat angesteuerte Lenk-Kinematik, die z.B. über einen zweiten
Ansteuerpunkt am LKW-Überhang ausgelöst oder über separate Lenkelemente durch die
Knickbewegung zwischen LKW und Anhanger in Wirkung tritt. Dabei wird im Regelfall
der Anhänger nur über die Zuggabelverbindung gezogen und separat über Lenkelemente
die eigentliche Lenkung des Anhängers eingeleitet bzw. ausgelost.
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Der sich daraus ergebende Nachteil besteht u.a. darin, dass bei Knickbewegungen
des LKW zum Anhänger sofort auch eine Lenkbewegung der Anhänger-Vorderachse ausgelöst
wird, auch wenn noch nicht eine Bewegung der Anhänger-Zuggabel eingeleitet ist.
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Dies hat insbesonders bei Rangiervorgängen erhebliche Nachteile, denn
die Anhänger-Lenkung reagiert, hervorgerufen durch die zusätzlichen Lenkelemente
auf alle Bewegungen des LKW-Überhanges und demzufolge zu schnell, was den Rangiervorgang
als solchen erheblich erschwert.
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Bei normalüblichem Anhängerbetrieb wird der Anhänger-Lenkvorgang erst
mit der eigentlichen Zuggabelbewegung eingeleitet. An der Anschlußstelle der Zuggabel,
d.h. an der Kupplung (3c) am LKW-Überhang kann sich der LKW frei um den Kupplungsdrehpunkt
bewegen, ohne dabei eine Anhänger-Zuggabelbewegung auszulösen (siehe Dar -stellung
Figur 3) was insbesonders bei Rangiervorgängen wichtig ist.
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Erst wenn durch den LKW-Uberhang auch eine Bewegung des Kupplungspunktes
(30) erfolgt, wird zwangsweise auch die Anhänger-Zuggabel (9) bewegt und löst die
Lenkung der Anhänger-Vorderachse (siehe Figur 1 und 2 ) aus.
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Der erfindungsgemäße Gedanke beläßt diesen bekannten Vorteil uneingeschränkt,
da die Anschlußelemente zwischen LKW und Anhänger in der bekannten und üblichen
Weise erhalten bleiben, d.h. übliche Anhängerkupplung und übliche Zuggabel. Auch
der Ankupplungsvorgang erfolgt demnach in der bekannten Art. Es sind keine zusätzlichen
Lenkelemente separat anzuschließen, bzw. zusätzliche Anbauteile am LKW oder Anhänger
für den Kupplungsvorgang und die Anhängerlenkung nötig. Es gibt keine optischen
und funktionsmäßigen Unterscheidungskriterien an der Kupplungsstelle und der Verbindung
zwischen LKW und Anhänger gegenüber der herkömmlichen und bekannten Ausführung.
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Da jedoch durch die erfindungsgemäße neuartige Anhänger-Vorderachs-Lenkung
der Nachlaufeffekt des Anhängers wesentlich verbessert wird, kann das Sicherheits-Abstandsmaß
(29) zwischen LKW-und Anhängeraufbau erheblich reduziert werden, was bei gleichbleibender
Gesamtzuglänge einer größeren Nutzlastfläche und einem engeren Spurkreisring des
Gesamtzuges entspricht. Der erfindungsgemäße Gedanke führt demnach nicht nur zu
besserer Wirtschaftlichkeit sondern auch zu größerer Verkehrssicherheit und besseren
Nachlaufeigenschaften.
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Um einen besseren Spurkreislauf zu erreichen und daraus resultierend
auch das Abstandsmaß (29) zwischen LKW-Aufbau (1) und Anhänger -Aufbau (2) reduzieren
zu können, muß der Anhänger-Nachlauf hinter der Zugmaschine (3) entsprechend günstiger
als bis jetzt üblich gestaltet werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bei Kurvenfahrt der
durch die Knickbewegung des Zuges gegebene Zuggabeleinschlag nur reduziert auf die
Anhänger-Vorderachse (4) übertragen wird.
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D.h. die Anhänger-Vorderachse (4) mit dem Innenrad (11) wird bei Kurvenfahrt
im Spurkreis weiter nach aussen geführt.
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Figur 1 und Figur 2 sollen diesen Spurlaufunterschied bei vergleichbarer
Kreisfahrt verdeutlichen.
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Figur 1 zeigt dabei einen herkömmlichen Zug Figur 2 zeigt einen Zug
mit der neuartigen Anhänger-Vorderachs-Lenkung.
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Beim normalüblichen Zug (Figur 1) läuft das Innenrad (12) der Anhänger-Hinterachse
(5) auf dem inneren Spurkreis (6), das Innenrad (11) der Anhänger-Vorderachse (4)
auf dem äusseren Spurkreis (7) und das Innenrad (13) der LKW-Hinterachse (8) auch
auf dem äusseren Spurkreis (7).
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Beim Zug mit der neuartigen Anhänger-Vorderachs-Lenkung (Figur 2)
läuft das Innenrad (12) der Anhänger-Hinterachse (5) auf dem äusseren Spurkreis
(7) und nicht wie bei Figur 1 auf dem inneren Spurkreis (6).
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Die Spurkreis-Halbmesser von Figur 1 und Figur 2 sind wie die Fahrzeuge
als solche maßstäblich gleich gezeichnet, um eine tatsächliche Vergleichsmöglichkeit
zu gewährleisten.
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In Figur 1 befindet sich in üblicher Weise die Anhänger-Vorderachse
(4) senkrecht, d.h. in einem 900 Winkel zur Zuggabel-Mittellinie (wo).
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In Figur 2 ist die Anhänger-Vorderachse um den Winkel (14) gegenüber
900 zur Zuggabel-Mittellinie (lo) reduziert, weshalb die Räder der Anhänger-Vorderachse
bei Kurvenfahrt zwangsweise weiter nach aussen laufen (siehe Innenrad (11) der Anhänger-Vorderachse).
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Dieser wichtige Effekt wird durch die neuartige Anhänger-Vorderachs-Lenkung
erzielt und ist in seiner Funktion erfindungsgemäß nachfolgend beschrieben, wobei
die Ausführungsart gemäß Figur 4 der Beschreibung zugrundegelegt wird.
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Beschreibung der Erfindung Über zwei Kugeldrehkränze (siehe Figur
4) ist die drehkranzgelagerte Anhanger-Vorderachse (4) mit dem Anhänger-Fahrgestellrahmen
(15) doppelt drehbar verbunden und gelagert. Der obere Kugeldrehkranzinnenring (17)
ist mit dem Anhänger-Fahrgestellrahmen (15) verschraubt und besitzt auf der Innenseite
eine Verzahnung, in die das Zahnrad (18) eingreift.
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Der obere Kugelkranzaussenring (16) ist seinerseits mit dem Zuggabel-Drehgestell
(25) fest verbunden und kann sich demzufolge über das obere Drehkranz-Kugellager
drehen.
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Eine weitere feste Verbindung besteht zwischen dem Zuggabel-Drehgestell
(25) und dem unteren Kugelkranz-Aussenring (22).
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Der untere Kugelkranz-Innenring (23) ist seinerseits mit dem Achs-Drehgestell
(24) fest verbunden und bestitzt wie der obere Kugelkranz-Innenring (17) ebenfalls
eine Innenverzahnung in die das kleinere Zahnrad (21) eingreift.
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Da die beiden Zahnräder (18) und (21) fest mit einer Welle (19) verbunden
sind, entsteht über die Zahnräder und die Innenverzahnungen der Kugeldrehkranze
ein Zwangslauf der beiden Kugeldrehkranze zueinander und damit verbunden auch ein
Zwangslauf des Zuggabel-Drehgestelles (25) mit dem Achs-Drehgestell (24). Erläuternd
sei hinzugefügt, dass das Wellenlager (20) am Zuggabel-Drehgestell (25) anmontiert
ist.
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Wird nun die Anhänger-Zuggabel (9) bei Einleitung des Lenkvorganges
seitlich ausgeschwenkt, dann übertragt sie die Schwenkbewegung über die Zuggabel-Lager
(26) auf das Zuggabel-Drehgestell (25) und auf das Wellenlager (20). Durch die Zahnverbindung
zwischen dem oberen Kugeldrehkranz-Innenring (17) und dem Zahnrad (18) wird die
Drehbewegung des größeren Zahnrades über die Welle (19) auf das kleinere Zahnrad
(21) übertragen. Da seinerseits nun wieder das kleinere Zahnrad mit dem Kugeldrehkranz-Innenring
(23) im Zahneingriff steht, wird zwangs -häufig der untere Kugeldrehkranz-Innenring
(23) mit dem Achs-Drehgestell (24) und damit verbunden auch die Anhänger-Vorderachse
(4) gedreht.
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Durch den Abrollunterschied zwischen dem großen Zahnrad (18) und dem
kleineren Zahnrad (21) entsteht eine abweichende Winkelbewegung der beiden Drehkränze.
D.h. die Winkelbewegung des Achsdrehgestelles (24) und damit verbunden der Anhanger-Vorderachse
(4) ist kleiner als die Winkelbewegung der Anhanger-Zuggabel (9) bzw. des Zuggabel-Drehgestelles
(25).
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Der 9o ° Winkel der Anhänger-Vorderachse (4) zur Zuggabel-Mittel-
-linie (lo) der bei gerader Stellung des Zuges vorhanden ist, wird mit zunehmendem
Einschlag der Anhanger-Zuggabel laufend reduziert (siehe Winkel (14) aus Figur 2
oder aus Figur 5) und bildet somit den bereits beschriebenen vorteilhaften Nachlaufeffekt
des Anhangers in Verbindung mit der neuartigen Anhanger-Vorderachs-Lenkung.
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Die ausserst einfache, sichere Steuerung der beiden Kugeldrehkranze
nur über zwei zwangsgekoppelte Zahnrader ist ein Grundelement der Erfindung. Ergänzend
sei in diesem Zusammenhang der Hinweis gestattet, dass die beiden Zahnrader (18)
und (21) bei entsprechender Ausbildung der Zahnkranze z.B. mit Aussenverzahnung
auch von innen nach aussen verlegt werden können, ohne dass die Wirkungsweise der
Lenkung gestört wird.
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Ausgehend von dieser Tatsache wurde der Erfindungsgedanke erweitert
und in Figur 6 und Figur 7 dargestellt.
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Als Übertragungselement zwischen den Zahnräder (182 und (21) und den
Kugeldrehkränzen wurde auf den direkten Zahneingriff verzichtet und eine obere und
untere Kette (27) und (28) gewählt. Die Ketten umgreifen jeweils den unteren und
oberen Kugeldrehkranz-Aussenring (16) und (22) und sind an diesen rutschsicher befestigt.
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Das Wellenlager (20) ist ausserhalb der Kugeldrehkränze angeordnet
und ebenfalls am Zuggabel-Drehgestell (25) befestigt.
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Die Wirkungsweise der Lenkung bleibt uneingeschrankt uber die gekoppelten
Zahnrader (18) und (21) mit ihrer Differenzfunktion entsprechend dem Grundgedanken
der Erfindung, wie in Figur 4,erhalten.
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Als Vorteil dieser Losungsart könnte der über Ketten mogliche mehrzahnige
Eingriff angeführt werden. Allerdings sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen,
dass auch bei der beschriebenen Erstlösung durch die Anbringung eines zusatzlichen
Zahnradpaares die Zahnkräfte, wenn notig reduziert werden konnen.
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Unter Einbeziehung der Vorteile die sich aus dem besseren Nachlauf
des Anhängers im Zusammenhang mit der Anhanger-Vorderachs-Lenkung ergeben, seien
nochmals die erfindungsgemaßen Vorteile bezogen auf die eigentliche Lenkeinrichtung
zusammengefasst: Normalubliche Kupplungsmöglichkeit zwischen LKW-Zugmaschine und
Anhanger, d.h Verwendung einer Norm-LKW-Kupplung und einer Norm-Anhanger-Zuggabel
in herkömmlicher und üblicher Bauart. Keine zusätzlichen Lenkeinrichtungen oder
Anbauteile zwischen LKW-Zugmaschine und Anhanger oder zwischen Anhangervorderachs-Drehgestell
und Anhänger-Fahrgestellrahmen, was als wesentliches Kriterium der Erfindung herausgestellt
wird.
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Kein Auslosen des Lenkvorganges ohne seitliche Zuggabel-Bewegung,
was insbesonders bei Rangiervorgangen von Vorteil ist (siehe Figur 3).
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Langsames Ansteigen der Differenzbewegung zwischen Zuggabel-Bewegung
und Lenkeinschlag der Anhänger-Vorderachse, was insbesonders bei Geradeausfahrten
mit leichten Schlingerbewegungen von Vorteil ist.
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Übliche Verbindung zwischen Anhänger-Fahrgestell und Vorderachs-Drehgestell,
d.h. nur die bekannte Kugeldrehkranz-Verschraubung mit dem Anhänger-Fahrgestell,
ohne zusätzliche Steuerungs-Kinematik zwischen diesen beiden Verbindungsteilen.
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Keine wie bei Lenkgestangen übliche Totpunktendstellungen.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die komplette
Anhanger-Vorderachs-Lenkung ausschließlich im Anhanger-Vorderachs-Drehgestell untergebracht
ist und dass nur in sich geschlossene Rotations-Dtehbewegungen im Anhanger-Vorderachs-Drehgestell
direkt
für die Lenkung benützt werden. D.h. keine Gestange, Gleitfuhrungen
usw., die zwischen dem Anhanger-Vorderachs-Drehgestell einerseits und dem Anhanger-Fahrgestell
andererseits oder mit der Zuggabel bzw. mit der LKW-Zugmaschine verbunden sein mussen.
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Durch diese vorteilhafte Ausführung wird ausgeschlossen, dass z.B.
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Bodenunebenheiten mit Vertikalbewegungen zwischen Zugmaschine und
Anhanger auf die Lenkung ubertragen werden können und keine Lenkkräfte ausserhalb
dem Anhanger-Vorderachs-Drehgestell frei werden oder in Wirkung treten.
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Die Lenkung verursacht nur reine innere und gleichbleibende Rotationskräfte,
die auf das Drehgestell der Anhänger-Vorderachse beschrankt bleiben. Es treten auch
nicht, wie z.B. bei einer Hebel-Kinematik üblich bei bestimmten Lenkeinschlagstellungen
Spitzenkräfte auf. Dies hat den Vorteil, dass sich der Anhanger hinter der Zugmaschine
in üblicher Form leicht fuhren, steuern und stabilisieren läßt.
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Aus vorgenannten Erfindungsvorteilen ergibt sich zwangslaufig die
Universalverwendbarkeit des Anhängers hinter jeder normalen Anhänger-Zugmaschine
ohne nachträgliche Anderungen derselben.
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D.h. die Universalität und die Kombinationsvielfalt LKW/Anhanger bleibt
wie bis jetzt ublich bei jedem Fuhrpark voll erhalten.
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Durch die Beschrankung der neuartigen Lenkung nur auf das eigentliche
Anhanger-Vorderachs-Drehgestell sei abschließend auf die Möglichkeit hingewiesen,
herkömmliche Anhanger mit dem neuen Drehgestell und damit verbunden mit der neuartigen
Lenkung in Nachhinein ohne Schwierigkeiten umrüsten zu können. D.h. es erfolgt praktisch
nur ein Austausch des Anhãnger-Vorderachs-Drehgestelles, denn auch an dieser Anschlußstelle
ist keine Anderung nötig.
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Darüberhinaus sind keine Zusatzarbeiten oder Änderungen am Anhänger
Fahrgestell oder an anderer Stelle, wie z.B. an der Zugmaschine oder deren Verbindung
zum Anhanger nötig.
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Dem Erfinder sind, gemäß dem Stand der Technik, keine Lösungsarten
bekannt, die z.B. einen gleichgelagerten und genauso einfachen Umbau zuließen, denn
alle bekannten Lösungsarten benötigen noch zusätzliche Steuerungs-und Anlenkpunkte
ausserhalb des Anhangervorderachs-Drehgestelles.
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Die beschriebene neuartige Anhanger-Vorderachslenkung wird deshalb
als erfindungsgemaße Anhebung des Standes der Technik angesehen, obwohl bekannt
ist, dass mit anderen, erheblich aufwendigeren Lösungen ein ähnlicher Anhänger-Nachlaufeffekt
auch e'Freicht werden kann.
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Z EICHNUNGS ERLÄUTERUNG Figur 1 zeigt einen normalen herkommlichen
Anhanger-Zug in Kurvenfahrstellung und in Draufsicht.
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Figur 2 zeigt unter Verwendung der gleichen Spurkreisabmessungen (6)
unter (7) den in der Erfindung beschriebenen Anhänger mit der neuen drehkranzgelagerten
Anhanger-Vorderachs-Lenkung als Zugeinheitunter den gleichen Kreisfahrbedingungen
wie in Figur 1 gegeben, jedoch mit dem deutlich erkennbaren besseren Anhanger-Nachlaufeffekt.
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Figur 3 zeigt ebenfalls einen vergleichbaren Anhängerzug in Rangierstellung,
d.h. mit schrag zum Anhanger stehender Zugmaschine, ohne Einschlag der Anhänger-Zuggabel
(9) und erfindungsgemäß auch ohne Einschlag der Anhänger Vorderachse (4).
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Figur 4 zeigt als Ausschnitt die Anhanger-Vorderseite mit einer erfindungsgemaßen
Ausführung der drehkranzgelagerten Anhanger-Vorderachse im Schnitt Figur 5 zeigt
den in Figur 4 angeführten Anhanger-Ausschnitt in Draufsicht, erganzt mit der LKW-Kupplungsstelle
(30) und dem LKW-Zugmaschinenende in Kurvenfahrstellung winkelvergleichbar mit Figur
2
Figur 6 zeigt ähnlich wie Figur 4 die drehkranzgelagerte Anhänger-Vorderachse
im Schnitt, jedoch mit ausserhalb der Kugeldrehkranze angeordneten Übertragungselementen
(18) und (21) unter Verwendung von Ketten (27) und (28) als eine mögliche Alternativlösung.
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Figur 7 zeigt die aus Figur 6 ersichtliche Alternativ-Lösung ebenfalls
wie in Figur 5 in vergleichbarer Draufsicht, unter Einbeziehung der LKW-Kupplungsstelle
(3o).
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L e e r s e i t e