DE3331921A1

DE3331921A1 - Drehgelenk fuer strassenfahrzeuge mit mindestens zwei durch ein knickgelenk verbundenen fahrzeugteilen

Info

Publication number: DE3331921A1
Application number: DE19833331921
Authority: DE
Inventors: Werner von 2000 Hamburg Hof
Original assignee: FALKENRIED FAHRZEUG GmbH
Current assignee: FALKENRIED FAHRZEUG GmbH
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1983-09-03
Publication date: 1984-03-22

Description

JJJI -J /_ I

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk für Straßenfahrzeuge mit mindestens zwei durch ein Knickgelenk verbundenen Fahrzeugteilen, die sich in einem stationären, instationären, stabilen oder instabilen Fahrzustand befinden können und bei denen das Knickgelenk mit einer hydraulischen Steuereinrichtung in Wirkeingriff ist.

Bei Ein- oder Mehrgelenkstraßenfahrzeugen, bei denen der Antrieb im Heck angeordnet ist, besteht der Nachteil, daß bei Kurvenfahrten der an der hinteren Achse ausgeübte Schub bestrebt ist, den Knickwinkel zwischen den Fahrzeugteilen zu erhöhen. Da dies zu kritischen Fahrsituationen führen kann, ist es bereits vorgeschlagen worden, die Fahrzeugteile mittels Drehgelenken zu verbinden, die Verriegelungseinrichtungen aufweisen. Die Betätigung des Drehgelenks erfolgt hierbei durch Wirkeingriff von hydraulischen Stellzylindern, während zusätzliche Stützhebel mit zahnartigen Wälzgliedern zur Führung des Nachläufers zum vorderen Fahrzeugteil dienen.

Bei dieser bekannten Einrichtung besteht der Nachteil, daß zur Betätigung des Drehgelenks über·die hydraulischen Stellzylinder relativ hohe hydraulische Drücke erforderlich sind, was extrem hochwertige Bauelemente erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Wälzglieder der Stützhebel bei Beginn des jeweiligen Wirkeingriffs aneinander schlagen und unangenehme Geräusche verursachen sowie bei größeren Schleuderbewegungen des Nachläufers beschädigt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Drehgelenk zu schaffen, mit dem bei nur geringem hydraulischen Betriebsdruck Schleuderbewegungen des Fahrzeugs zuverlässig verhindert werden können und das keine Stützglieder zur Führung des Nachläufers erfordert.

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Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe duroh einen mit einem der Fahrzeugteile verbundenen Zylinder, an dessen Innenwand radial nach innen gerichtete Anschlagstege ausgebildet sind, die an einer koaxial im Zylinder angeordneten Welle anliegen, an der sich radial bis zur Innenwand des Zylinders erstreckende Flügel derart ausgebildet sind, daß der zwischen Innenwand und Welle gebildete im Querschnitt kreisringförmige Hohlraum in durch die Anschlagstege und Flügel begrenzte Druckammern unterteilt ist, die wechselseitig mit einem unter Druck stehenden Fluid der Steuereinrichtung beaufschlagbar sind.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Drehgelenk in einer Seitenansicht im Schnitt,

Fig. 2 das Drehgelenk nach Fig. 1 in der Draufsicht im Schnitt A-B,

Fig. 3 eine weitere Ausbildung eines Drehgelenks in der Draufsicht in einem Schnitt wie nach Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausbildung eines Drehgelenks in einer Seitenansicht im Schnitt C-D,

Fig. 5 das Drehgelenk nach Fig. 4 in der Draufsicht im Schnitt,

Fig. 6 eine weitere Ausbildung eines Drehgelenks in der Draufsicht in einem Schnitt wie nach Fig. 5.

Das in Fig. 1 dargestellte Drehflügelgelenk 1 besteht aus einem Zylinder 5, in dem eine Welle 8 gelagert ist. An den Endabschnitten des Zylinders 5 ist jeweils ein Lagerdeckel 36 angeordnet, der mittels Schraubverbindungen 37 mit dem Zylinder 5 verbunden ist. Die Welle 8 ist mittels Wälzlagern 32 radial gegen den Zylinder 5 und mittels Gleitlagern 33, 34 gegen die Lagerdeckel 36 drehbar abgestützt. Die Abdichtung der Welle 8 gegen die Lagerdeckel 36 erfolgt durch Dichtungen 35.

An den Endabschnitten 25, 26 der Welle 8 ist jeweils ein Zapfen 27 ausgebildet. Jeder Zapfen 27 ist an einer Traverse 28 lösbar in üblicher Weise durch Schraubverbindungen befestigt, die entweder am Fahrzeugrahmen des vorderen Fahrzeugteils 3 oder am Fahrzeugrahmen des hinteren Fahrzeugteils 4 ausgebildet ist. An der äußeren Mantelfläche des Zylinders 5 sind übereinander zwei kreisringförmige Flanschabschnitte 24 ausgebildet, die Durchbrechungen aufweisen. Durch diese Durchbrechungen sind Schraubverbindungen 31 geführt,die zur Verbindung der Flanschabschnitte 24 mit dem jeweils anderen Fahrzeugteil dienen. Dieses Fahrzeugteil kann das hintere Fahrzeugteil 4 oder das vordere Fahrzeugteil 3 eines Eingelenk-Straßenfahrzeugs sein.

An der Innenwand 6 des Zylinders 5 sind um 180° versetzt zwei nach innen gerichtete Anschlagstege 7 ausgebildet, die an der koaxial im Zylinder 5 gelagerten Welle anliegen. Stirnseitig sind die Anschlagstege 7 mittels Dichtungen gegen die äußere Mantelfläche 17 der Welle 8 abgedichtet. Sie können mittels weiterer Dichtungen auch gegen die Lagerdeckel 36 abgedichtet sein. Die Verbindung der Anschlagstege 7 mit der Zylinderwand 16 erfolgt mittels der Schraubverbindungen 41. Es ist aber auch möglich, die Anschlagstege 7 mittels Schweißverbindungen mit der Zylinderwand 16 zu verbinden (Fig. 2 und 3).

An der äußeren Mantelfläche 17 der Welle 8 sind radial bis zur Innenwand 6 des Zylinders 5 sich erstreckende Flügel 9 ausgebildet. Die Flügel 9 können einstückig mit der Welle 8 verbunden sein. Es ist aber auch möglich, die Verbindung mittels Schraubverbindungen 42 oder aber nicht näher dargestellter Schweißverbindungen durchzuführen. Die stirnseitige Abdichtung der Flügel 9 gegen die Innenwand 6 des Zylinders 5 erfolgt mittels Dichtungen 30. Durch die Anschlagstege 7 und Flügel 9 ist der zwischen der Innenwand 6 des Zylinders 5 und der Welle 8 vorhandene im Querschnitt kreisringförmige Hohlraum 10 in Druckkammern 11, 12, 13, 14 unterteilt. Diese Druckkammern 11, 12, 13» 14 sind wechselseitig mit einem unter Druck stehenden Fluid der Steuereinrichtung beaufschlagbar. In jedem Anschlagsteg 7 ist ein Drosselglied 20 angeordnet, über das eine Verbindung zwischen den beiden jeweils an einen Anschlagsteg 7 angrenzenden Druckkammern 11,.14; 12, 13 besteht. Das Drosselglied 20 kann als unverstellbare Drosselöffnung z. B. als eine Bohrung ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, das Drosselglied 20 einstellbar zu gestalten, z. B. als Ventil oder Blende. Die Einstellung des Drosselglieds 20 kann manuell erfolgen oder mittels eines Regelgliedes der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepaßt werden. Es ist aber auch möglich, ein Stellglied vorzusehen, das mit der Knickgelenkregeleinrichtung in Wirkverbindung steht.

In den Anschlagstegen 7 sind jeweils den angrenzenden Druckkammern 11, 14; 12, 13 zugeordnete Fluidanschlußöffnungen 15 ausgebildet. Die Fluidanschlußöffnungen 15 der einander gegenüberliegenden Druckkammern 11, 13; 12, 14 stehen mittels geeigneter nicht näher dargestellter Kanäle, Schläuche od. dgl. in Wirkverbindung. Die Fluidanschlußöffnungen 15 dienen dazu, die jeweils zusammengehörigen Druckkammern 11, 13; 12, 14 mit dem unter Druck stehenden Fluid zu beaufschlagen bzw. dieses Fluid abzuführen. Es ist aber auch möglich, die Fluidanschlußöffnungen 15 in der Zylinderwand 16 oder der äußeren Mantelfläche 17 der Welle auszubilden, wie in Fig. 2 bzw. Fig. 3 durch Strichlinien

angedeutet ist. Die Verbindung der Fluidanschlußöffnungen mit der hydraulischen Steuereinrichtung erfolgt jeweils über nicht näher dargestellte Schläuche, Kanäle od. dgl.

An den Flügelfüßen 22 sind in der Mantelfläche 17 der Welle 8 Druckausgleichsöffnungen 18 ausgebildet. Ober diese Druckausgleichsöffnungen 18 sind die einander jeweils zugeordneten Druckkammern 11, 13; 12 _f 14 miteinander verbunden. Hierzu dienen in der Welle 8 ausgebildete Verbindungskanäle 19, die jeweils zwischen zwei Druckausgleichsöffnungen 18 angeordnet sind. Es ist auch möglich, die Druckausgleichsöffnungen 18 statt in den Flügelfüßen in den Flügeln 9 selbst auszubilden.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann bei einem Drehflügelgelenk die Welle 8 als Hohlwelle 21 ausgebildet sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Fluidanschlußöffnungen 15 in den Flügeln 9 und die Druckausgleichsöffnungen 18 an den Flügelfüßen 22 oder aber umgekehrt, die Fluidanschlußöffnungen 15 an den Flügelfüßen 22 und die Druckausgleichsöffnungen 18 an den Flügeln 9 jeweils vertikal zueinander versetzt auszubilden. Die Anschluß- und Verbindungsmittel der Fluidanschlußöffnungen 15 und Druckausgleichsöffnungen 18 können dann durch den Hohlraum 23 der Hohlwelle 21 geführt werden. Um diese hydraulischen Anschluß- und Verbindungsmittel vor Beschädigungen und Verschmutzungen zu schützen, ist es zweckmäßig, den Hohlraum 23 der Hohlwelle 21 endabschnittseitig mittels Deckeln zu verschließen. Hierdurch ist es möglich, den Zylinder 5 mit einem maximalen Durchmesser auszubilden, da außenseitig zum Zylindermantel keine Anschlußmittel geführt werden müssen. Durch die große Dimensionierung von Zylinder 5 und Hohlwelle 21 lassen sich über die Flügel 9 die erforderlichen großen Drehmomente bei nur geringen hydraulischen Drücken übertragen. Dieses bewirkt eine erhebliche Vereinfachung der hydraulischen Steuereinrichtung sowie der zugehörigen Verbindungsmittel.

In Fig. 4 ist ein Drehflügelgelenk 50 dargestellt. Bei diesem Drehflügelgelenk 50 ist die Welle als Hohlwelle 44 ausgebildet, die endabschnittsseitig nach außen vorstehende Flanschstege 46, 47 aufweist. An den Stirnflächen 53, 54 der Flanschätege sind Lager 43 angeordnet, mittels derer die Flanschstege 46, 47 an der Innenwand 6 des Zylinders 5 gelagert sind. Die Lager 43 können als Gleit- oder Wälzlager ausgebildet sein. Außenseitig zu den Lagern 43 ist jeweils eine umlaufende Dichtung 52 angeordnet, mittels derer die Lager 43 und der Hohlraum 10 zwischen Flanschstegen 46, 47 abgedichtet ist. Der obere Flanschsteg 46 ist mittels Schraubverbindungen 49 mit einer Traverse 28 lösbar verbunden, die an einem der Fahrzeugteile 3, 4 angeordnet ist. An dem der Haltetraverse 28 zugeordneten Endabschnitt des Zylinders 5 ist ein Dichtelement 48 angeordnet mittels dem der Zylinder 5 gegen die Haltetraverse 28 abgedichtet ist.

An der Außenfläche der Zylinderwand 16 sind übereinander und einander gegenüberliegend jeweils zwei Flansohabschnitte 24 ausgebildet, die mittels Schraubverbindungen 31 mit am anderen Fahrzeugteil 4, 3 ausgebildeten Flanschen oder Stegen 56 verbunden sind.

Zwischen den Flanschstegen 46, 47 sind die Flügel 9 und Anschlagstege 7 unter Ausbildung der Druckkammern 11, 12, 13» 14 angeordnet. Die Flügel 9 sind mittels Schraubverbindungen 42 mit der Hohlwelle 44 verbunden. Zur Vergleichmäßigung des Anpreßdruckes an der Innenwand der Hohlwelle sind den Schraubverbindungen 42 Unterlegplatten 39 zugeordnet.

Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die Fluidanschlußöffnungen in der Zylinderwand 16 ausgebildet. Die Druckausgleichsöffnungen 18 befinden sich jeweils am Flügelfuß 22. Die einander jeweils gegenüberliegenden Druckausgleichsöffnungen 18 sind mittels eines Verbindungskanals 19 verbunden. Dieser kann als Rohr oder Schlauch ausgebildet sein. In jedem Verbindungskanal 19 ist ein Fluidanschlußstutzen 55 vorge-

sehen. Die Anschlußleitungen für diese Fluidanschlußstutzen 55 sind nicht näher dargestellt und werden durch den Hohlraum 45 der Hohlwelle 44 geführt. In den an der Zylinderwand 16 mittels der Schraubverbindungen 41 befestigten Anschlagstegen 7 ist jeweils mindestens ein Kanal 57 zur Dämpfung der Druckdifferenz zwischen den jeweils beidseitig eines jeden Anschlagstegs 7 befindlichen Druckkammern 11, 12; 13» 14 vorgesehen. In jedem Kanal 57 ist eine Drossel 20 ausgebildet.

Das in Fig. 6 dargestellte Drehflügelgelenk 51 entspricht im wesentlichen dem Drehflügelgelenk 50. Die Fluidanschlußöffnungen 15 sind jedoch an den Flügeln 9 ausgebildet. Die Fluidzufuhr bzw. -abfuhr erfolgt durch nicht näher dargestellte Kanäle.

Das Drehflügelgelenk 1,2, 50, 51 ermöglicht es, durch kontinuierliche Druckbeaufschlagung der Druckkammern 11, 13; 12, 14 eine Schleuderbewegung des Nachläufers zu verhindern, ohne das hierbei mechanische Stützelemente zur Führung wirksam werden müssen.

Die jeweils erforderlichen Drehmomente können durch entsprechende Variation des Drucks im Fluid leicht erzeugt werden. Durch die Drosselglieder 20 ist ferner eine hydraulische Dämpfung der Knickgelenkregelung möglich, die ebenfalls stufenlos erfolgt. Neben der vereinfachten Herstellung ermöglicht daher das Drehflügelgelenk 1, 2, 50, 51 einen größeren Fahrkomfort als er mit den bisher bekannten Drehgelenken erzielbar ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.yDrehgelenk für Straßenfahrzeuge mit mindestens zwei durch ein Knickgelenk verbundenen Fahrzeugteilen, die sich in einem stationären, instationären, stabilen oder instabilen Fahrzustand befinden können und bei denen das Knickgelenk mit einer hydraulischen Steuereinrichtung in Wirkeingriff ist, gekennzeichnet durch einen mit dem einen Fahrzeugteil (3» 4) verbundenen Zylinder (5), an dessen Innenwand (6) radial nach innen gerichtete Anschlagstege (7) ausgebildet sind, die an einer koaxial im Zylinder (5) angeordneten Welle (8) anliegen, an der sich radial bis zur Innenwand (6) des Zylinders (5) erstreckende Flügel (9) derart ausgebildet sind, daß der zwischen der Innenwand (6) und der Welle (8) gebildete im Querschnitt kreisringförmige Hohlraum (10) in durch die Anschlagstege (7) und Flügel (9) begrenzte Druckkammern (11, 12, 13t 1Ό unterteilt ist, die wechselseitig mit einem unter Druck stehenden Fluid der Steuereinrichtung beaufschlagbar sind.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig eines jeden Anschlagstegs (7) den Druckkammern (11, 12, 13i 14) zugeordnete Fluidanschlußöffnungen (15) ausgebildet sind.

3. Drehgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidanschlußöffnungen (15) der einander gegenüberliegenden Druckkammern (11, 13; 12, 14) miteinander in Wirkverbindung sind.

4. Drehgelenk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidanschlußöffnungen (15) in der Zylinderwand (16) ausgebildet sind.

5. Drehgelenk nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidanschlußöffnungen (15) in den Anschlagstegen (7) ausgebildet sind.

6. Drehgelenk nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidanschlußöffnungen (15) in der äußeren Mantelfläche (17) der Welle (8) ausgebildet sind.

7. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche (17) der Welle (8) Druckausgleichöffnungen (18) ausgebildet sind, über die die einander zugeordneten Druckkammern (11, 13; 12, 14) miteinander verbunden sind.

8. Drehgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichöffnungen (T8) der jeweils gegenüberliegenden Druckkammern (11, 13; 12, 14) mittels in der Welle (8) ausgebildeter Verbindungskanäle (19) miteinander verbunden sind.

9. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichöffnungen (18) in den Flügeln (9) ausgebildet sind.

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10. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anschlagstegen (7) ein die beiden
jeweils an einem Anschlagsteg (7) angrenzenden Druckkammern (11, 14; 12, 13) verbindendes Drosselglied (20)
ausgebildet ist.

11. Drehgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (20) einstellbar ausgebildet ist.

12. Drehgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (20) manuell einstellbar ist.

13. Drehgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (20) mittels eines mit der Knickgelenkregeleinrichtung in Wirkverbindung stehenden Stellglieds betätigbar ist.

14. Drehgelenk nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (20) als Ventil, Blende oder
Druckausgleichsbohrung ausgebildet ist.

15. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) als Hohlwelle (21) ausgebildet
ist.

16. Drehgelenk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß . die Fluidanschlußöffnungen (15) in den Flügeln (9) und

die Druckausgleichsöffnungen (18) an den Flügelfüßen
(22) oder die Fluidanschlußöffnungen (15) an den
Flügelfüßen (22) und die Druckausgleichöffnungen (18) an den Flügeln (9) vertikal versetzt zueinander angeordnet
sind.

17. Drehgelenk nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (23) der Hohlwelle (21) mittels
endabschnittseitig angeordneter Deckel verschließbar
ist.

18. Drehgelenk nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch den Hohlraum (23) gebildeten Kammer die hydraulischen Anschluß- und Verbindungsmittel für die Fluidanschlußoffnungen (15) und Druckausgleichsöffnungen (18) angeordnet sind.

19. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder (5) ein kreisringförmiger Flanschabschnitt (24) od. dgl. ausgebildet ist, der mit einem der Fahrzeugteile (3, 4) verbindbar ist.

20. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endabschnitten (25, 26) der Welle (8) oder Hohlwelle (21) Zapfen (27) ausgebildet sind, mittels derer die Welle (8) oder Hohlwelle (21) an jeweils einer Traverse (28) eines der Fahrzeugteile (3, 4) lösbar befestigbar ist.

21. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstege (7) stirnseitig mittels Dichtungen (29) gegen die äußere Mantelfläche (17) der Welle (8) oder Hohlwelle (21) abgedichtet sind.

22. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (9) stirnseitig mittels Dichtungen (30) gegen die Innenwand (6) des Zylinders (5) abgedichtet sind.

23. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstege (7) mittels Dichtungen gegen die Lagerdeckel (36) abgedichtet sind

24. Drehgelenk nach Anspruch 1 bis 14, 18 , 19, 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle als Hohlwelle (44) mit endabschnittseitig nach außen vorstehenden Flanschstegen (46, 47) ausgebildet ist, deren Stirnflächen (53,

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54) mittels Lagern (43) an der Innenwand (6) des
Zylinders (5) gelagert und außenseitig mittels Dichtungen (52) gegen den Zylinder (5) abgedichtet sind.

25. Drehgelenk nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Flanschsteg (46) mittels Schraubverbindungen
(49) mit einer Traverse (28) lösbar verbunden ist, die
an einem der Fahrzeugteile (3; 4) angeordnet ist.

26. Drehgelenk nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der der Traverse (28) zugeordnete Flanschsteg
(46) gegen die Traverse (28) mittels eines Dichtelements (48) abgedichtet ist.

27. Drehgelenk nach Anspruch 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Flanschstegen (46, 47) die Flügel
(9) und Anschlagstege (7) unter Ausbildung der Druckkammern (11, 12, 13_S 14) angeordnet sind.

28. Drehgelenk nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (9) mittels Schraubverbindungen (42) mit der
Hohlwelle (44) verbunden sind.