DE3149700C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 4-Gelenk-Kupplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, bestehend aus zwei beidseits der Gespannlängsachse angeordneten Lenkern, deren dem Zugfahrzeug benachbarte Gelenke voneinander einen geringeren Abstand als deren dem Anhänger benachbarte Gelenke aufweisen und an einem Steg angeordnet sind.

Solche Kupplungsverbindungen sind aus der US-PS 37 87 068, der US-PS 40 19 754 und der US-PS 41 06 794 bekannt. Sie dienen dazu, das Entstehen von Schwänzelbewegungen des Anhängers, d. h. eine oszillierende Drehbewegung des Anhängers um eine vertikale Achse, zu erschweren. Durch die unterschiedliche Gelenkabstände wird der effektive Kupplungspunkt näher zum Schwerpunkt des Zugfahrzeuges verlegt, was eine leichtere Aufnahme der vom Anhänger herrührenden dynamischen Kräfte seitens des Zugfahrzeuges bewirkt.

Bei der Kupplung nach der US-PS 37 87 068 sind die einzelnen Gelenke starr mit dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger verbunden. Der die fahrzeugseitigen Gelenke tragende Steg ist hierzu starr am Zugfahrzeug befestigt. Die gezeigte Kupplungsanordnung besitzt keinen Freiheitsgrad für Drehbewegungen des Anhängers um die Anhängerlängsachse. Es bestehen vor allem aber Handhabungsprobleme beim An- und Abkuppeln, da die Lenker einzeln in oder außer Eingriff mit den zugfahrzeugseitigen Gelenken gebracht werden müssen. Dies ist einerseits umständlich und bedingt zum anderen auch, daß Zugfahrzeuge und Anhänger speziell ausgerüstet sein müssen, um die Lenker und deren Lagerungen aufzunehmen. Außerdem bereitet die Zulassung solcher speziell ausgerüsteten Fahrzeuge erhebliche Schwierigkeiten.

Die US-PS 40 19 754 offenbart eine ähnliche Anhängerkupplung, bei der der Anhänger wenigstens noch eine Bewegungsfreiheit gegenüber dem Zugfahrzeug um die Anhängerlängsachse sowie um eine quer zur Gespannlängsachse verlaufende Horizontalachse besitzt. Hierzu ist ein Gelenk in der Deichsel vorgesehen, das zwischen der 4-Gelenk-Kupplung und dem Anhänger angeordnet ist. Diese Gelenkanordnung ist kinematisch ungünstig und läßt sich bei gabelförmigen Deichseln nicht verwirklichen. Ansonsten hat die vorbekannte Kupplung ebenfalls den Nachteil, daß sie einer Auftrennung der 4-Gelenk-Kupplung zum An- und Abkuppeln des Anhängers bedarf. Außerdem wird auch hier eine spezielle Anpassung von Zugfahrzeug und Anhänger benötigt.

Die US-PS 41 06 794 offenbart eine Anhängerkupplung mit den gleichen Nachteilen. Auch hier müssen zum An- und Abkuppeln die Lenker von den zugfahrzeugseitigen Gelenken entfernt oder angebracht werden. Eine Beweglichkeit des Anhängers um die Anhängerlängsachse ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 4-Gelenk-Kupplung so weiterzuentwickeln, daß Anhänger beliebiger Form an Zugfahrzeuge beliebiger Form in einfacher Weise angekuppelt werden können. Ausgehend von der nächstliegenden US-PS 40 19 754 wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der dem Zugfahrzeug zugeordnete Steg mit seinen Gelenken über ein übliches Kugelkopfkupplungsgehäuse mit einer Kugelkopf-Kupplung des Zugfahrzeuges verbindbar ist. Der Steg ist hierbei am Kupplungsteil gegen eine Drehbewegung um die durch den Kupplungspunkt verlaufende Hochachse gesperrt. Er besitzt jedoch Freiheitgrade im Sinne der Gewährung einer relativen Drehbeweglichkeit des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug um die Anhängerlängsachse sowie um die durch das Kupplungsteil quer zur Gespannlängsachse verlaufende Horizontalachse.

Eine solche Ausgestaltung macht es möglich, den Anhänger in üblicherweise am Kugelkopf des Zugfahrzeuges mit einer einzigen Kugelkopf-Kupplung zu verbinden. Hierdurch vereinfacht sich der Kupplungsvorgang erheblich, da ein Auseinandertrennen der Lenker oder ein Auftrennen der 4-Gelenk-Kupplung nicht mehr erforderlich ist. Die 4-Gelenk-Kupplung verbleibt an Anhänger, der sich über die Standard-Kugelkopf-Kupplung mit beliebigen Zugfahrzeugen verbinden läßt. Die erfindungsgemäße Gestaltung erlaubt auch eine vereinfachte Bauweise der eigentlichen 4-Gelenk-Kupplung.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich vorhandene Anhänger kostengünstig ausrüsten, ohne daß die Kugelkopf- Kupplung des Zugfahrzeuges geändert werden zu braucht. Es ist lediglich erforderlich, dort die entsprechenden Abstützelemente anzuschließen. Die Kugelkopf-Kupplung nimmt Zug- und Druckkräfte wie bei einem normalen Gespann auf. Die Schwänzelbewegungen oder sonstige Relativbewegungen von Zugfahrzeug und Anhänger werden jedoch über die 4-Gelenk-Kupplung übertragen. Damit der erfindungsgemäße Zweck erreicht wird, ist der dem Zugfahrzeug zugeordnete Steg gegenüber ortsfesten Bauteilen des Zugfahrzeuges abgestützt und damit gegen eine Drehbewegung um die durch den Kupplungspunkt verlaufende Hochachse gesperrt, so daß über diese Abstützung die erwünschte Verlegung des effektiven Kupplungspunktes ermöglicht wird. Solche Abstützungen sollen miteinander zur Wirkung kommen, wenn die Kupplungsverbindung hergestellt wird. Es handelt sich also um ineinander gleitende, sich gegeneinander abstützende Führungen, welche den Zweck haben, die beiden, dem Zugfahrzeug zugeordneten Gelenke so wirken zu lassen, als seien deren Gelenkköpfe ortsfest am Zugfahrzeug angeordnet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Wenn die Lenker geradlinig ausgebildet sind und einen spitzen Winkel zueinander bilden, dann ist der Einschlagwinkel des Zugfahrzeuges gegenüber dem Anhänger noch nicht ausreichend. Um dieses Problem zu bewältigen, sieht die Erfindung vor, daß die Lenker als nach außen auskragende Winkelhebel (Sichelhebel) ausgebildet sind. Hierbei empfiehlt es sich, daß der von den am Zugfahrzeug befindlichen Gelenken ausgehende Schenkel des einzelnen Winkelhebels länger als der Abstand dieser Gelenke voneinander ausgebildet ist.

Mit einer solchen Konzeption ist es mühelos möglich, den gegebenen Vorschriften über den notwendigen Einschlagwinkel zu entsprechen und die Kupplungsverbindung so auszugestalten, daß sie selbst unter strengen Auflagen verkehrstüchtig ist.

Bei der 4-Gelenk-Kupplung muß sichergestellt sein, daß Zugfahrzeug und Anhänger widerstandslos die üblichen Relativbewegungen zueinander ausführen können. Es müssen also die Freiheitsgrade für Kurvenfahrten, Berg- und Talfahrten sowie für Windungen um die Längsachse des Gespannes gegeben sein. Die für die Kurvenfahrt und Berg- und Talfahrt erforderlichen Freiheitsgrade lassen sich durch die Ausbildung wenigstens eines Gelenkpaares als Kugelkopf-Gelenke erreichen. Um den Freiheitsgrad für die Verwindungsfähigkeit um die Längsachse des Gespannes zu erhalten, sieht die Erfindung vor, daß die dem Anhänger zugeordneten Gelenke in einem Steg vereinigt sind, der entlang der Längsachse des Anhängers in dessen Rahmen oder Fahrgestell gelagert ist. Diese Lagerung bietet sich darüber hinaus auch an, die übliche Auflaufbremse anzulenken, wobei es sich empfiehlt, die bei verkehrsüblichen Gespannen im Bereich des Kupplungsgehäuses längsbewegliche Zugstange in den mit dem Anhänger verbundenen Steg zu verlegen, so daß dort Relativbewegungen in Längsachsenrichtung und rotierend dazu möglich sind.

Zur Abstützung des fahrzeugseitigen Steges an der Kugelkopf-Kupplung empfiehlt es sich, am Kupplungshals zwei mit einem vertikalen Ansatz versehene Spannbacken zu befestigen und als Anschläge wirken zu lassen.

Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Zugfahrzeug mit Anhänger mit einer 4-Gelenk-Kupplungs­ verbindung, bei dem die Lenker als Winkelhebel ausgebildet sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1, bei der die Lenker als Sichelhebel ausgebildet sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Fig. 1, bei der alle Gelenkpunkte in einem mit dem Anhänger verbundenen Steg vereinigt sind,

Fig. 4 und 5 Draufsicht und Seitenansicht einer mit dem Zugfahrzeug verbundenen Abstützvorrichtung und

Fig. 6 und 7 Draufsicht und Seitenansicht eines mit dem Anhänger verbundenen abzustützenden Steges.

Die in Fig. 1 dargestellte Kupplungsverbindung ist in vier Gelenke 8, 9, 10, 11 aufgelöst, von denen die Gelenke 8, 9 das eine Gelenkpaar und die Gelenke 10, 11 das andere Gelenkpaar bilden. Das Gelenkpaar 8, 9 ist über den Steg 20 mit dem Zug­ fahrzeug 1 verbunden. Das andere Gelenkpaar 10, 11 ist direkt oder über einen Steg am Anhänger 4 angeordnet. Der Abstand der Gelenke 8 und 9 ist kleiner als der Abstand der Gelenke 10, 11. Die Gelenke 8, 10 sind über einen Lenker 12, die Gelenke 9, 11 über einen Lenker 13 miteinander verbunden. Durch Len­ ker 12, 13 und Gelenke 8 bis 11 wird eine Viergelenkkette gebildet. Der Schnittpunkt 14 der Verlängerungen der Lenker 12, 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel der effektiven Kupp­ lungspunkt. Er liegt dem Schwerpunkt des Zugfahrzeuges 1 wesentlich näher als der Ort der üblichen Kupplung. Infolge­ dessen sind die von der Bewegung des Anhängers 4 herrührenden, dynamischen Kräfte vom Zugfahrzeug 1 wesentlich leichter mit der Anordnung gemäß Fig. 1 gegenüber einer herkömmlichen An­ ordnung aufzufangen. Andererseits ergibt sich, daß zufolge der Viergelenkkette 8 bis 11 eine Ausweichmöglichkeit gegeben ist, durch die das Fahrverhalten des Zugfahrzeuges 1, selbst bei ungünstigen Bodenverhältnissen und hohen Geschwindig­ keiten, nicht ohne weiteres auf den Anhänger 4 übertragen wird, weil durch die gelenkige Ausweichung der Lenker 12, 13 ein nicht unwesentlicher Teil dieser Beeinflussung aufge­ fangen wird.

Es ist allerdings festzustellen, daß eine Anordnung mit ge­ raden Lenkern einen noch ungenügenden Lenkeinschlag des Zug­ fahrzeuges 1 gegenüber dem Anhänger 4 aufweisen würde, ins­ besondere dann, wenn der Abstand zwischen Zugfahrzeug 1 und Anhänger 4 so minimal wie möglich gehalten werden soll.

Um diesen erwünschten, hohen Lenkeinschlag zu ermöglichen, ist im Beispiel der Fig. 1 vorgesehen, daß die Lenker 12, 13 als Winkelhebel 15, 16 ausgebildet sind, wobei die an den Gelen­ ken 8, 9 angeschlossenen Schenkel der Winkelhebel 15, 16 größer als die an den Gelenken 10, 11 angeschlossenen Schenkel sind. Außerdem wird die konstruktive Bedingung gesetzt, daß die längeren Schenkel der Winkelhebel 15, 16 eine größere Länge als der Abstand zwischen den Gelenken 8, 9 besitzen. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß beim Einschlag des Zugfahrzeuges 1 gegenüber dem Anhänger 4 die Ausweichbewegung der Winkelhe­ bel 15, 16 nicht durch die konstruktive Anordnung der Ge­ lenke 8, 9 behindert wird.

Bei einer solchen Anordnung nach Fig. 1 sind die zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 4 erforderlichen Frei­ heitsgrade im Bezug auf Kurvenfahrt und Tal- und Bergfahrt gegeben, wenn davon ausgegangen wird, daß die Gelenke 8 und 9 Kugelgelenke sind. Die Gelenke 10, 11 sollten hingegen als um vertikale Achsen drehbare Lager ausgebildet sein, um die Sattellast der Anhängerdeichsel auf das Zugfahrzeug 1 über­ tragen zu können.

Zufolge der Viergelenkkette 8 bis 11 ist aber kein Freiheits­ grad gegeben, um eine Verwindung von Anhänger 4 und Zugfahr­ zeug 1 um die Längsachse des Gespannes zu ermöglichen. Aus diesem Grunde ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vorge­ sehen, daß der Steg 21 für die Gelenke 10, 11 um die Längs­ achse des Anhängers 4 relativ verdrehbar ist, was durch die Schwenkachse 19 symbolisch dargestellt ist. Der Anhänger 4 kann sich also um diese Schwenkachse 19 aufgrund unebener Fahrbahn relativ zum Zugfahrzeug 1 verdrehen, ohne daß die Gelenke 8 bis 11 belastet werden.

In diesem Zusammenhang sei auf die Anordnung der verkehrs­ üblichen Auflaufbremse hingewiesen. Bei vorbekannten Anord­ nungen ist im Bereiche der Kupplung eine in Längsachsenrich­ tung zur Zuggabel bzw. Deichsel relativ bewegliche Zugstange vorgesehen, deren Relativbewegung zur Bewegung des Anhängers die Wirkung der Auflaufbremse indiziert. Diese Relativbewegung läßt sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in den Bereich der Schwenkachse 19 verlegen, so daß es ohne weiteres mög­ lich ist, eine dem Anhänger nähergelegene Auflaufbremse an­ zuordnen, ohne daß diese durch die Viergelenkkette 8 bis 13 gestört wird.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist vorgesehen, daß an­ stelle der Winkelhebel 15, 16 gemäß Fig. 1 sogenannte Sichel­ hebel 17, 18 vorgesehen werden, wobei in jedem Falle der Ab­ stand der Gelenke 8, 9 zueinander kleiner als derjenige der Gelenke 10, 11 ist. Man sieht daraus, daß die Ausbildung der Lenker 12, 13 in mannigfacher Weise variiert werden kann.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist schematisch dargestellt, daß alle vier Gelenke 8 bis 11 in einer gemeinsamen Bau­ gruppe 22 angeordnet sind, die mit dem Anhänger 4 verbunden, insbesondere über die Schwenkachse 19 relativ verdrehbar ist.

In dieser Baugruppe 22 ist ein Kupplungsgehäuse 23 angeordnet, das demjenigen der verkehrsüblichen Gespannkupplungen ent­ spricht und mit der Kugelkopf-Kupplung 6 des üblich ausge­ rüsteten Zugfahrzeuges 1 verbindbar ist. Damit aber die Wirkung der Erfindung erzeugbar ist, muß diese Baugruppe 22 erfindungsgemäß ausgebildet sein. Sie weist einen dem An­ hänger 4 zugeordneten Steg 21 sowie einen dem Zugfahrzeug 1 zugeordneten Steg 30 auf, die miteinander über die Gelenke 8 bis 11 und die Lenker 12, 13 verbunden sind, wobei die Ge­ lenke 8 bis 11 als um vertikale Achsen drehbare Lager ausge­ bildet sind, um die Sattellast des Anhängers 4 aufzunehmen.

Der Steg 30 wird über Abstützungen 24 gegenüber dem Zugfahr­ zeug 1 geführt, die in Ausführungsbeispielen in den Fig. 4 bis 7 dargestellt sind, sie sollen die Wirkungen über die Ge­ lenke 8, 10 bzw. 9, 11 erzwingen, wie sie generell zu Fig. 1 dargestellt worden sind. Auf diese Weise wird das übliche Kupplungsgelenk 6 überbrückt, welches zwar die Zug- und Druck­ belastungen bei Geradeausfahrt aufnimmt. Horizontales Aus­ knicken des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug wird jedoch über die Abstützungen 24 vermieden, so daß auch in diesem Falle der effektive Kupplungspunkt 14 in Richtung zum Schwer­ punkt des Zugfahrzeuges 1 verlegt ist.

Eine solche Anordnung gemäß Fig. 3 bietet die Möglichkeit, einen Anhänger 4 mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsver­ bindung auszurüsten und diese an ein Zugfahrzeug mit üblicher Kugelkopf-Kupplung anzuschließen, wobei dort lediglich die Abstützungen 24 zusätzlich anzubringen sind.

Gemäß Fig. 4 und 5 sind am Kupplungshals 31 einer normalen Kugelkopf-Kupplung 6 zwei Spannbacken 32, 33 mit Schrauben festgeklemmt, die in einen aufrechten Ansatz 35 mit einer die Abstützung 24 bildenden Anschlagfläche übergehen, deren Vertikalebene den Mittelpunkt der Kupplungsbügel 6 schneidet.

Der in den Fig. 6 und 7 dargestellte, mit dem Anhänger ver­ bundene Steg 30 weist eine dem Zugfahrzeug zugekehrte Stirn­ wand 36 auf, in der Anschlagschrauben 37 einstellbar und feststellbar geführt sind, deren Stirnseiten gegen die An­ schlagfläche der Abstützung 24 wirken. An den Gelenken 8, 9 sind die nicht dargestellten Lenker (12, 13, Fig. 3) ange­ lenkt.

Die Abstützung 24 bildet sich also automatisch beim Aufsetzen des Steges 30 mit dem lediglich symbolisch dargestellten Kupplungsgehäuses 23 auf die Kugel 6. Sie verhindert eine hori­ zontale Relativbewegung des Anhängers und des Zugfahrzeuges um die durch die Kugel 6 verlaufende Schwenkbewegung. Die effektive Schwenkbewegung findet vielmehr um den sich aus dem Schnittpunkt der durch die Gelenke 8, 10 und 9, 11 verlaufen­ den Geraden ergebenden, dem Schwerpunkt näherliegenden Kupp­ lungspunkt 14.

Es liegt auf der Hand, daß solche Abstützungen 24 auch in konstruktiv anderer Weise ausgeführt werden können. Wesentlich ist, daß diese Abstützungen 24 eine sogenannte Nickbewegung des Zugfahrzeuges gegenüber dem Anhänger in einer durch die Kugel 6 gehenden Vertikalebene zulassen sollen, weshalb beim Ausführungsbeispiel die Anschlagschrauben 37 in der durch die Kugelmitte 6 verlaufenden Horizontalebene wirken.

Claims (8)

1. 4-Gelenk-Kupplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, bestehend aus zwei beidseits der Gespannlängsachse angeordneten Lenkern, deren dem Zugfahrzeug benachbarte Gelenke voneinander einen geringeren Abstand als deren dem Anhänger benachbarte Gelenke aufweisen und an einem Steg (30) angeordnet sind, der über ein Kugelkopfkupplungsgehäuse (23) mit einer Kugelkopf-Kupplung (6) des Zugfahrzeuges (1) verbindbar ist, wobei der Steg (30) am Kupplungsteil (6, 31) gegen eine Drehbewegung um die durch den Kupplungspunkt verlaufende Hochachse (25) gesperrt ist, jedoch Freiheitsgrade im Sinne der Gewährung einer relativen Drehbeweglichkeit des Anhängers (4) gegenüber dem Zugfahrzeug (1) um die Anhängerlängsachse sowie um die durch das Kupplungsteil (6) quer zur Gespannlängsachse verlaufende Horizontalachse besitzt.

2. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (12, 13) als nach außen auskragende Winkelhebel (15, 16, 17, 18) ausgebildet sind.

3. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von den am Zugfahrzeug (1) befindlichen Gelenken (8, 9) ausgehende Schenkel des einzelnen Winkelhebels (15, 16) länger als der Abstand dieser Gelenke (8, 9) voneinander ausgebildet ist.

4. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anhänger (4) benachbarten Gelenke (10, 11) in einem Steg (21) vereinigt sind, der in der Längsachse des Anhängers (4) in dessen Rahmen oder Fahrgestell drehbar (19) gelagert ist.

5. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der anhängerseitige Steg (21) am Anhänger axial verschiebbar gelagert und mit einer Auflaufbremseinrichtung verbunden ist.

6. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gelenke (8 bis 11) als um vertikale Achsen drehbare Lager ausgebildet sind.

7. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kupplungshals (31) der Kugelkopfkupplung (6) zwei mit einem vertikalen Ansatz (35) versehene Spannbacken (32, 33) befestigt sind, wobei die eine Stirnseite des Ansatzes als Anschlagfläche der Abstützung (24) vorgesehen ist und in einer den Mittelpunkt der Kupplungskugel (6) schneidenden Vertikalebene liegt, und daß am Steg (30) je eine parallel zur Anschlagfläche liegende Stirnwand (36) mit darin verstellbar und feststellbar angeordneten, gegen die Anschlagfläche wirkenden Schrauben (37) vorgesehen sind.

8. 4-Gelenk-Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (37) in der durch die Mitte der Kupplungskugel (6) verlaufenden Horizontalebene angeordnet sind.