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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkanordnung für eine Anhängerachse,
die schwenkfest mit dem einen Ende einer Deichsel verbunden und frei einstellbar
ist um einen Führungspunkt, in welchem das andere Ende der Deichsel mit einem Zugfahrzeug
gekoppelt ist.
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Ein wichtiger Anwendungsfall der Erfindung betrifft die Vorderachse
mehrachsiger Anhängerfahrzeuge von Straßenlastzügen. Sie ist auch anwendbar bei
einachsigen Anhängerfahrzeugen, bei denen die Achse bzw. die Deichsel starr mit
dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Sie ist ferner anwendbar bei solchen Fahrzeughinterachsen,
die über eine Deichsel mit dem Fahrgestell desselben Fahrzeugs verbunden und gelenkt
sind. Die Begriffe Zugfahrzeug und Anhängerachse sind entsprechend umfassend zu
verstehen.
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Eine durch eine schwenkfest mit ihr verbundene Deichsel gezogene Achse
stellt sich bei Kurven:a'rt selbsttatig radial ein, wobei die Längsrichtung der
Deichsel von der Langsrichtung des Zugfahrzeugs im Winkel abweicht. Da sich bei
diesem Vorgang die Front- und Heckpartien der miteinander verbundenen Fahrzeuge
einander nähern, muß ein so großer Kuppelabstand mit entsprechender Deichsellänge
eingehalten werden, daß Kollision nicht auftreten kann sEei einachsigen Anhängerfahrzeugen,
die starr mit der Achse verbunden sind, muß die Deichsellänge bis zur Aufhängerfront
mindestens so groß sein wie die Radius länge von der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs
bis zu dessen hinteren seitlichen ecken Wenn es stich um die lenkbare Vorderachse
eines Anhängerfahreugs handelt, muß der Kuppelabstand noch größer sein, weil die
Deichsellänge zwischen der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs und dem Drehschemelmittelpunkt
der Anhangerachse größer sein muß als die Summe der Radiusabstände zwischen der
Anhängerkupplung und den hinteren Ecken des Zugfahrzeugs einerseits und zwischen
dem Drehschemelmittelpunkt und den Vorderecken des Anhängerfahrzeugs andererseits.
Da der große Kuppelabstand den in der zulässigen Gesamtlänge des Zuges verfügbaren
Stauraum mindert und den Luftwiderstand vergrößert, sind sog. kurz gekuppelte Anhänger
bekannt, deren Vorderachsen zur Vermeidung kollidierender Fahrzustände mit mechanischen
Übertragungsmitteln vom Rahmenende des Zugfahrzeuges aus gelenkt werden. Solche
bekannten Anordnungen sind kompliziert und aufwendig, weil sie speziell passend
zueinander gestaltete Zugfahrzeuge und Anhängerfahrzeuge voraussetzen. Die einfache
auf dem Deichselprinzip beruhende Lenkanordnungen, die auf der schwenkfesten Verbindung
zwischen Deichsel und Anhängerachse einerseits und der schwenkbaren Verbindung zwischen
Deichsel und Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs andererseits
beruhen,
sind dafür nicht verwendbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkanordnung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die auf dem Deichselprinzip beruht.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die zwischen der Achse
und der Deichsel bestehende Winkeleinstellung abweichend von der neutralen Winkeleinstellung
mittels einer Zusatzlenkeinrichtung abhängig von der Abweichung der Deichselrichtung
von deren Geradeausfahrtrichtung gegenüber dem Zugfahrzeug selbsttätig veränderbar
ist.
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Einerseits behält die Erfindung das Prinzip bei, daß das Anhängerfahrzeug
über die Deichsel gezogen wird, die auch die Lenkeinstellung der Anhängerachse bestimmt.
Daher ist es möglich, sich üblicher Anhängerkupplungssysteme zu bedienen.
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Andererseits bewirkt die bei Kurvenfahrt sich einstellende Winkelabweichung
der Deichsel gegenüber ihrer Geradeausfahrtrichtung über die Zusatzlenkeinrichtung
eine derartige Verstellung des Winkels zwischen Deichsel und Achse, daß dadurch
die Winkelabweichung der Deichsel von der Geradeausfahrtrichtungt die im folgenden
als Deichselwinkel bezeichnet wird, zumindest teilweise kompensiert wird. Das hat
zur Folge, daß der Deichselwinkel bei Kurvenfahrt innerhalb eines kleinen Winkelbereichs
gehalten werden kann. Fahrtechnisch gesehen, kann man dann die Deichsel als quasi
starr mit dem Zugfahrzeug verbunden und das Anhängerfahrzeug als um das hintere
Ende der Deichsel schwenkbar betrachten, woraus sich ein Fahrverhalten wie bei einem
Sattelanhänger ergibt. Der Kuppelabstand zwischen den beiden Fahrzeugteilen kann
unter den daraus sich ergebenden geometrischen Voraussetzungen wesentlich
reduziert
werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß am Zugfahrzeug
keine oder nur nur geringe Anspassungsänderungen erforderlich sind, da diese nur
die Feststellung des Deichselwinkels gegenüber dem Zugfahrzeug betreffen. Beispielsweise
kann es in einfachen Fällen genügen0 wenn an der Deichsel Näherungsfühler angeordnet
sind0 die ihre Annäherung an die eine oder die andere Seite des starr mit dem Zugfahrzeug
verbundenen Kupplungsmauls der Anhängerkupplung feststellen; es sind dann überhaupt
keine änderungen am Zugfahrzeug erforderlich. Wenn hingegen eine Ausführung der
Erfindung auch gewisse spezielle Eigenschaften des Zugfahrzeugs voraussetzt, bleibt
doch der Vorteil erhalten, daß das Anhängerfahrzeug auch mit solchen Zugfahrzeugen
gekuppelt werden kann, die diese konstruktiven Voraussetzungen nicht aufweisen,
wobei dann allerdings darauf geachtet werden mußD daß keine engen Kurven gefahren
werden, die die Gefahr einer Kollision der beiden Fahrzeuge heraufbeschwören könnten.
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Zweckmäßigerweise ist die Zusatzlenkeinrichtung, ggf. unter Rückkehr
bzw. Arretierung in winkelneutraler Stellung, abschaltbar, damit solchen Umständen
Rechnung getragen werden kann die eine ordnungsgemäße Funktion der Zusatzlenkeinrichtung
nicht gestatten, beispielsweise die kupplung mit einem Zugfahrzeug, das die konstruktiven
Voraussetzungen dafür nicht aufweist, oder in den unten erörterten Fällen.
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Vorteilhafterweise ist die Lenkanordnung mit einer Einrichtung zum
automatischen Abschalten der Zusatzlenkeinrichtung in winkelneutraler Stellung beim
überschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit versehen. Oberhalb dieser Geschwindigkeit
liegt dann reine Deichsellenkung vor. Die vorbestimmte
Geschwindigkeitsgrenze
wird so gewählt, daß es oberhalb derselben unmöglich ist, so kleine Kurvenradien
zu befahren, daß eine Zusatzlenkung notwendig ist. Als winkelneutrale Stellung der
Zusatzlenkeinrichtung wird diejenige Stellung der Deichsel gegenüber der Achse bezeichnet,
die sie bei normaler Geradeausfahrt einnehmen soll und in der der Zusatzlenkwinkel
Null ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Lenkanordnung mit
einer Einrichtung zur Kontrolle wichtiger Funktionseigenschaften ausgerüstet sein,
die zum Abschalten der Zusatzlenkeinrichtung eingerichtet ist. Wenn beispielsweise
die Lenkanordnung eine elektronische Steuereinheit enthält, kann diese so ausgebildet
sein, daß sie sich ständig selbst überprüft. Bei einer Fehlererkennung wird die
Zusatzlenkung in winkelneutrale Stellung gebracht, an den Fahrer wird eine Warnmeldung
gegeben und die Zusatzlenkeinrichtung wird ausgeschaltet. Der Anhänger ist dann
immer noch über die Deichsel lenkbar; der Fahrer muß es nur vermeiden, auf der Fahrt
zur Reparaturwerkstatt extrem enge Kurven zu befahren, bei denen sich die Aufbauecken
der Fahrzeuge berühren könnten. - Desgleichen kann ständig überprüft werden, ob
die für den Betrieb der Zusatzlenkung erforderliche Energiequelle zur Verfügung
steht, indem beispielsweise bei Druckluftbetrieb in der Vorratsleitung vor dem Luftkessel
im Anhänger sich ein Fühler befindet, der bei Druckabfall ein Signal an die Zusatzlenkeiarichtung
gibt, demzufolge diese in die winkelneutrale Stellung zurückgeführt und abgeschaltet
wird. Dies ist zum einen eine Sicherheitsmaßnahme; zum anderen wird dadurch dafür
gesorgt, daß nach dem Abkuppeln des Anhängerfahrzeugs die Zusatzlenkeinrichtung
in die winkelneutrale Stellung zurückkehrt, damit das Anhängerfahrzeug auch durch
nicht spezialisierte Zugfahrzeuge unter normaler Deichsellenkung bewegt werden kann.
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Das Prinzip der Erfindung, daß die Zusatzlenkeinrichtung nach Maßgabe
des Deichselwinkels so gesteuert wird da der Deichselwinkel in einem eng begrenzten
Bereich gehalten wird , kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform ist jedem Deichselwinkel ein vorbestimmter Zusatzlenkwinkel
zugeordnet Diese Zuordnung kann progressiv sein derart, daß bei kleinen Deichselvinkeln
nur ein relativ kleiner Zusatzlenkwinkel eingestellt wird, während bei größeren
Deichselwinkeln auch relativ größere Zusatzlenkwinkel eingestellt werden Darüber
tiinaus kann vorgesehen sein, daß innerhalb eines engsten Deichselwinkelbereichs
überhaupt keine Zusatzlenkung veranlaßt werden kann.
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ZB. könnten die Zahlenwerte einer speziellen Ausführung folgendermaßen
lauten: In einem Deichselwinkelbereich von 0° bis 50 nach jeder Seite findet keine
Zusatz lenkung statt; in einem Bereich von 5° bis 70 wird ein 0,3-mal so großer
Zusatzwinkel eingestellt; in einem Bereich von 70 bis 100 wird ein 0,5facher Zusatzwinkel
eingestellt; in einem Bereich von 100 bis 130 wird ein ebenso großer Zusatzlenkwinkel
eingestellt; oberhalb von 130 wird ein doppelt so großer Zusatzlenkwinkel eingestellt.
Durch die Progression wird Instabjlitäten vorgebeugt, weil große Deichselwinkel
nur bei geringen Fahrgeschwindigkeiten auftreten.
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Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen , daß jedem
Erreichen eines vorbestimmten Deichselwinkels ein vorbestimmter Änderungsbetrag
zum Zusatzlenkwinkel zugeordnet ist. Dies kann dadurch verwirklicht werden, daß
zur den motorischen Antrieb der Zusatzlenkeinrichtung ein Gerät mit konstanter Geschwindigkeit
gewählt und dem Erreichen eines vorbestimmten Deichselwinkels eine vorbestimmte
Antrieb laufdauer zugeordnet wird. Auch in diesem Zusammenhang
kann
eine progressiv wirkende Zusatzlenkcharakteristik vorgesehen werden, indem einer
Folge von bestimmten Deichselwinkeln entsprechend abgestufte Anderungsbeträge zum
Zusatzlenkwinkel zugeordnet sind. Meist wird es ausreichen, auf jeder Deichselwinkelseite
zwei Winkelwerte vorzusehen, bei denen jeweils eine schwächere bzw. stärkere Zusatzlenkwinkeländerung
stattfindet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß beim Erreichen eines Deichselwinkelwerts
von 7" ein Zusatzlenkwinkel eingestellt wird, der bei der gegebenen Lenkgeometrie
unter den Voraussetzungen konstanter Kurvenfahrt dazu ausreichen würde, die Deichsel
nahe ihrer Geradeausfahrtstellung zurückzustellen und der beispielsweise bei 50
liegen könnte. Bei dem größeren Wert des Deichselwinkels von beispielsweise 120
könnte eine stärkere Zusatzlenkwinkelverstellung von beispielsweise 150 vorgesehen
werden. Statt dessen könnte auch vorgesehen sein, daß beim Erreichen des größeren
Deichselwinkels eine ständige Vergrößerung des Zusatzlenkwinkels stattfindet, solange
bis dieser größere Wert des Deichselwinkels wieder unterschritten wird. Nach den
bekannten Grundsätzen der Regelungstechnik können derartige Einrichtungen auch mit
Rückkopplungssystemen versehen sein, um die Regelcharakteristik zu glätten.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann auch die Deichselwinkelgeschwindigkeit
der Verstellung des Zusatzlenkwinkels zugrunde gelegt werden oder korrigierend (beispielsweise
für eine Rückführung) einwirken, und zwar unter dem Gesichtspunkt, daß bei einer
raschen Anderung der Deichselrichtung eine starke Richtungsänderung zu erwarten
ist und deshalb ein großer Zusatzlenkwinkel angemessen erscheint, und umgekehrt.
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Nach der Erfindung kann einem Deichselwinkelwert, dem eine
Vergrößerung
des Zusatzlenkwinkels zugeordnet ist, ein geringerer Deichselwinkelwert vorgeschaitet
sein, dem dann, wenn zuvor der erwähnte größere Deichselwinkelwert erreicht und
demzufolge der Zusatzlenkwinkel vergrößert wurde, eine Verringerung des Zusatzlenkwinkels
zugeordnet ist. Nimmt man beispielsweise an, daß bei einem Deichselwinkelwert von
70 eine Vergrößerung des Zusatzlenkwinkels um 50 vorgesehen ist, so ist zu erwarten,
daß in vielen Fällen als Folge der Vergrößerung des Zusatzlenkwinkels die Deichselrichtung
zurückgefuhrt wird. Damit diese DeichselrVickfuhrung begrenzt wird, kann vorgesehen
sein, daß dann, wenn die Deichselrichtung sich der neutralen Richtung nähert, also
beispielsweise bei 30, der Zusatzlenkwinkel um zweckmaBigerveise denselben Betrag
wieder vermindert wird, um den er zuvor erhöht worden war.
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Das Ergebnis ist, daß die Deichselrichtung während der Kurvenfahrt
in einem Winkelbereich von etwa 30 bis 7° gehalten wird.
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Statt in der soeben erläuterten Weise dem Unterschreiten eines vorbestimmten
Deichselwinkelwerts einen vorbestimmten Verringerungsbetrag des Zusatzlenkwinkels
zuzuordnen, ist cs nach der Erfindung auch möglich, einer vorbestimmten Verringerungsgeschwindigkeit
des Deichselwinkels einen vorbestimmten Verringerungsbetrag des Zusatzlenkwinkels
zuzuordnen.
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Damit die Steuereinrichtung nicht zu hufig ansprechen muß und um ggf.
auch eine Stabilisierung der Zusatzlenkfunktion zu erreichen, ist es zweckmäßig,
die Nachstellung der Zusatzlenkeinrichtung diskontinuierlich in vorbestimmten Zeit-
oder Streckenabständen wiederholt durchzuführen. Wenn die Wiederholung streckenabhängig
ist, können diese Strecken geschwindigkeitsabhängig in dem Sinne variabel sein,
daß sie bei geringer Geschwindigkeit kleiner sind als bei größeren. Bei geringen
Geschwindigkeiten
ist nämlich, beispielsweise im Rangierbetrieb, eher mit rasch sich ändernden Lenkeinstellungen
zu rechnen, als bei größeren Geschwindigkeiten. Die Strecken zwischen aufeinanderfolgenden
Lenkfunktionen liegen zweckmäßigerweise in der Größenordnung von 1/10 bis 1/2 Radumdrehung
bei geringer Geschwindigkeit und zwischen 1/2 und 3 Radumdrehungen bei höherer Geschwindigkeit,
wobei die Grenze zwischen diesen beiden Geschwindigkeitsbereichen vorzugsweise zwischen
2 und 8 km/h liegt. Es kann auch eine feinere Abstufung oder ein kontinuierlicher
Ubergang vorgesehen sein.
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Um zu vermeiden, daß bei höherer Geschwindigkeit, beispielsweise oberhalb
25 km/h, eine stoßweise einsetzende Zusatzlenkung Instabilität hervorruft, kann
nach der Erfindung vorgesehen sein, daß die Zusatzlenkeinrichtung bei geringen Deichselwinkeln
inaktiv ist, indem beispielsweise diejenigen Fühler für diesen Winkel, die bei den
geringsten Winkelwerten angeordnet sind, abgeschaltet werden.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist auch eine Einrichtung
zum Feststellen des Deichselwinkels gegenüber der Anhängerlängsrichtung vorgesehen
und ist die Zusatzlenkung in winkelneutraler Stellung abgeschaltet, solange dieser
Winkel unterhalb eines bestimmten Betrags liegt. Dieser liegt vorzugsweise in der
Größenordnung von 50 bis 120. Der Lenkvorgang setzt dabei nicht schon dann ein,
wenn der Deichselwinkel einen bestimmten Wert erreicht hat, sondern erst dann, wenn
zusätzlich die Deichselrichtung gegenüber der Längsachse des Anhängerfahrzeugs um
einen bestimmten Winkel eingeschlagen ist. Dies gilt zweckmäßigerweise nicht für
den Fahrzustand unmittelbar nach dem Anfahren, weil dabei ungewöhnliche Lenkzustände
auftreten können, die eine sofortige
Zusatzlenkung erforderlich
machen können. Ebenso kann dies unzweckmäßig sein bei Rückwärtsfahrt. Um dabei ein
ähnlich stabiles Lenkverhalten des Anhängers zu erre'chen, wie man es von Sattelanhängern
kennt, soll die Zusatzlenkung sofort eingreifen, sobald sich ein bestimmter Einschlagwinkel
zwischen der Deichselrichtung und dem schiebenden Zugfahrzeug ergibt. Zu diesem
Zweck ist vorgesehen, daß bei Rückwärtsfahrt die Zusatzlenkeinrichtung unabhängig
von der Einrichtung zum Feststellen des Winkels zwischen der Deichselrichtung und
der Anhängerrichtung ist Statt dessen kann es auch vorteilhaft sein, die Zusatzlenkeinrichtung
bei Rückwärtsfahrt in winkelneutraler Stellung selbsttätig abzuschalten. Das Fahrverhalten
wird dann nur durch die DeichsellenkungscharaRsteristik bestimmt.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung kann die Zusatzlenkeinrichtung
manuell verstellbar sein, wobei die Handhabe zum manuellen Verstellen der Zusatzlenkeinrichtung
awe-!cmäßigerweise am Führerstand vorgesehen ist. Dem Fahrer werden dadurch vielfältige
Manövriermöglichkeiten eröffnet. Aus Sicherheitsgründen soll die manuelle Verstellbarkeit
der Zusatzlenkeinrichtung oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit selbsttätig
abgeschaltet sein bzw. nicht einschaltbar sein, beispielsweise bei einer Fahrtgeschwindigkeit
oberhalb 5 km/h. Dann übernimmt die Automatik wieder die Kontrolle über die Lenkung.
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Die Erfindung ist sowohl bei Drehschemellenkung als auch bei Achsschenkellenkung
anwendbar. Bei Drehschemellenkung ist die Deichsel schwenkbeweglich mit einem die
Achse haltenden Drehschemel verbunden und ist die Zusatzlenkung zur Einstellung
der Deichsel gegenüber dem Drehschemel ausgebildet.
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Im anderen Falle ist die Deichsel schwenkstarr mit einem Drehschemel
verbunden und ist die Zusatzlenkung als Achsschenkellenkung für die am Drehschemel
angeordneten Räder ausgebildet.
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Wenn es sich um einen einachsiges Anhängerfahrzeug bzw. um eine hintere
Lenkachse handelt, so tritt an die Stelle des Drehschemels das entsprechende Fahrgestell.
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Geräte, die sich für die Durchführung der erläuterten Funktionen eignen,
befinden sich frei zugänglich im Handel.
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Beispielsweise können für die Feststellung des Deichselwinkels Näherungsschalter
an der Deichsel angeordnet sein, die mit dem Kupplungsmaul der Anhängerkupplung
des Zugwagens zusammenwirken und ein Signal dann abgeben, wenn sie bei dem vorbestimmten
Winkel sich auf der einen oder anderen Seite der Wand oder dem Rand des Kupplungsmauls
entsprechend genähert haben. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß
ein Drehwinkelgeber verwendet wird, der fest an der Deichsel angeordnet ist und
dessen Meßwelle über geeignete Kupplungseinrichtungen wie beispielsweise Seile mit
dem Zugfahrzeug derart verbunden werden kann, daß die Schwenkung der Deichsel in
bezug auf das Zugfahrzeug zu einer Verdrehung der Welle führt. Der Winkelgeber sendet
ständig oder auf Abfrage ein den gemessenen Winkel repräsentierendes Signal zu einer
Steuereinheit aus, die diejenigen Winkelwerte erkennt, bei denen bestimmte Zusatzlenkmaßnahmen
von ihr zu veranlassen sind. Die Steuereinheit ist zweckmäßigerweise elektronischer
Natur, kann aber selbstverständlich auch beispielsweise pneumatisch oder elektrisch-analog
etc.
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aufgebaut sein. Dem Steuerungstechniker sind Anordnungen ohne weiteres
geläufig, die zur Durchführung der erläuterten Funktionen geeignet sind.
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Die Erfindung wird im folgenden naher unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung des hinteren Teils eines Zugfahrzeugs und des
vorderen Teils eines Anhängerfahrzeugs mit Achse schenkellenkung an der Anhängerachse
und Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer Ausführung mit Drehschemellenkung.
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Am Rahmen 1 des Zugfahrzeugs 2 befindet sich die Anhängerkupplung
mit Kupplungsbolzen 3 und Kupplungsmaul *.
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Das Anhängerfahrzeug 5 hat lenkbare Vorderräder 6 mit Achsen 7. Bei
diesem Ausführungsbeispiel sind diese Achsen 7 gemeint, wenn im Zusammenhang der
Erfindung von der Achse" gesprochen wird. Die Achsen 7 sind mit den zugehörigen
Achsschenkeln 8, die von hydraulischen Zylindern 9 verstellbar sind, an der Lenkachse
10 angeordnet , die ihrerseits von einem Drehschemel 11 gehalten instr der starr
gegenüber seitlicher Verschwenkung mit der Deichsel 12 verbunden ist und gegenüber
dem Fahrzeugaufbau um seinen Mittelpunkt 13 beispielsweise über Vermittlung eines
Kugeldrehkranzes 14 drehbar ist.
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An der Deichsel sind innerhalb des Wirkungsbereichs des Kupplungsmauls
4 zu beiden Seiten Näherungsschalter 15 vorgesehen, die durch Zusstirnenwirken mit
dem Rupplungsmaul bei vorbestimmten Winkel2bn^eichungen 16 der Deichselrichtung
17 von der Richtung 18 des Zugfahrzeugs Impulse
abgeben, die einer
Steuereinheit 19 zugeführt werden. An der Spurstange 20 bzw. am Drehschemel ii ist
ein Näherungsschalter 21 angeordnet, der ein Signal dann abgibt, wenn die Räder
6 sich im Verhältnis zur Deichsel 12 in Geradeausfahrtrichtung (winkelneutrale Stellung)
befinden, das ebenfalls der Steuereinheit 19 zugeführt wird.
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Am Drehschemel 10 und am Aufbau des Anhängerfahrzeugs 5 sind Näherungsschalter
22 vorgesehen, die ein Signal an die Steuereinheit 19 geben, sobald die Deichselrichtung
17 mit der Längsrichtung 23 des Anhängerfahrzeugs einen Winkel 24 zur einen oder
anderen Seite von mindestens 100 bildet.
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An einem Anhängerrad ist ein Zahnrad oder Polrad 25 angeordnet, das
mit einem Näherungsschalter 26 zusammenwirkt, dessen die Fahrtgeschwindigkeit und
Fahrtrichtung anzeigendes Signal der Steuereinheit 19 zugeführt ist.
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An geeigneter Stelle ist eine Motorpumpe 27 vorgesehen, die so geschaltet
ist, daß sie auf entsprechende Steuersignale der Steuereinheit 19 hin den Zylindern
9 Hydrauikflüssigkeit in der einen oder anderen Bewegungsrichtung zuführt.
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Wenn sie von der Steuereinheit 19 kein Steuersignal erhält, sind die
Hydraulikleitungen geschlossen und die zugehörigen Kolben in derjenigen Stellung
hydraulisch verriegelt, in der sie sich gerade befinden. Damit ist auch die Lenkeinstellung
der Räder 6 im Verhältnis zum Drehschemel 11 arretiert.
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Die erläuterten Fühler, Schalter und Steuereinrichtungen mit den davon
gesteuerten Antriebseinrichtungen sowie den mechanischen Achsschenkellenkeinrichtungen
für die Räder 6 bilden gemeinsam die Zusatzlenkeinrichtung.
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Die Zusatzlenkeinrichtung wird in FunkZcionsbereitschaft geschaltet,
wenn der Näherungsschalter 10 der Steuereinheit 19 eine über Null liegende Fahrtgesclnt^JlndngIçeit
signalisiert.
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Beim Erreichen einer Geschwindigkeit von 00 km/h wird die Zusatzlenkung
wieder ausgeschaltet, nachdem zuvor die Räder wieder in winkelneutrale Lenkstellung
gegenüber dem Drehschemel 11 gebracht wurden.
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Wenn sich bei Funktionsbereitschaft der Zusatzlenkeinrichtung, beispielsweise
infolge einer Kurvenfahrt, die Deichselrichtung 17 gegenüber der Richtung 18 des
Zugfahrzeugs um einen Winkel von 70 dreht wird dies der Steuereinheit 19 durch den
Näherungsschalter 15 angezeigt. Diese prüft sodann, ob die Näherungsschalter 22
einen mindestens 10° betragenden Winkel zwischen der Deichselrichtung 17 und der
Anhängerrichtung 23 signalisieren, ob seit Fahrtbeginn mehr als 15 m zurückgelegt
wurden, was mit einem mit dem Näherungsschalter 26 funktionell verbundenen Zähler
festgestellt wird, und ob Vorwärtsfahrt vorliegt. Sind alle diese Voraussetzungen
erfüllt, so wird ein Lenkimpuls vorbestimmter Dauer an die Motorpumpe 27 gegeben,
die daraufhin die Zusatzlenkwinkeleinstellung der Achsen 7 um einen Betrag von 50
in einem solchen Richtungssinne verändert, daß die Räder zur Kurvenaußenseite hin
einschlagen. Dadurch läuft der Anhänger nach außen und dreht dabei die Deichsel
12 im Verhältnis zur Richtung des Zugfahrzeugs zurück. Bei einer anderen Ausführung
der Steuerung kann auch vorgesehen sein, daß die
Motorpumpe 27
erst dann abgeschaltet wird, wenn sich der Näherungsschalter 15 aufgrund dieser
Rückdrehung der Deichsel vom Kupplungsmaul entfernt hat. Wenn die Motorpumpe abgeschaltet
wird, wird gleichzeitig das zugehörige elektro-hydraulische Schaltventil stromlos,
wodurch die hydraulischen Wege gesperrt und die Kolbenzylindereinrichtungen in der
jeweiligen Lage arretiert werden.
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Durch die Zusatzlenkung der Räder wird also der vorangegangene Einschlag
der Deichsel in bezug auf die Längsrichtung des Zugwagens aufgehoben. Dadurch wird
erreicht, daß die Richtung der Deichsel immer annähernd mit der Richtung des Zugfahrzeugs
übereinstimmt und praktisch keine Abstandsverringerung zwischen der Mitte 13 des
Drehschemels 13 bzw.
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des Drehkranzes 14 und der Heckfront des Zugfahrzeugs bei Kurvenfahrt
eintritt. Dieses Ergebnis wird genutzt, indem man den Abstand zwischen Zugfahrzeug
und Anhänger geringer hält, als dies bei einem sonst baugleichen Anhänger ohne Vorderachslenkung
möglich wäre.
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Wenn die Steuereinheit 19 bei der Prüfung der Zusatzlenkvoraussetzungen
feststellt, daß der Winkel 24 zwischen der Deichselrichtung 17 und der Anhängerrichtung
23 kleiner als 100 ist, wird ein Zusatzlenkvorgang nur dann eingeleitet, wenn seit
Fahrtbeginn weniger als 15 m zurückgelegt wurden oder wenn Rückwärtsfahrt vorliegt.
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Wenn der Schalter 26 eine Geschwindigkeit über 40 km/h signalisiert,
wird die Zusatzlenkeinrichtung ausgeschaltet. Zuvor
wird aber die
Geradeaus stellung der Räder an dem Spurstangennäherungsschalter 21 überprüft und,
wenn nötig, korrigiert.
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Das gleiche geschieht auch, wenn die Näherungsschalter 15 in der Anhängerkupplung
die Null-Lage signalisieren (also eine Stellung innerhalb ihrer kleinsten Sktivierungswinkel)
und die Schalter 22 einen Winkel 2n der Deichselrichtung 17 gegenüber der Anhängerrichtung
23 unterhalb 100 signalisieren.
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Schließlich wird die Zusatzlenkung auch dann ausgeschaltet, nachdem
die Räder in Geradeaus stellung gebracht wurden, wenn bei der andauernden Selbstüberprüfung
der Regelelektronik sowie der anderen funktionell neichtigen Teile der Zusatzlenkung
ein Fehler erkannt wurde. Die Räder werden dann in die winkelneutrale Stellung gebracht
und eine Warnmeldung an den Fahrer gegeben. Es kann in diesem ZusEmenhang vorgesehen
sein, daß die Steuereinheit 19 durch Auswertung der Winkel 18 und 24 und/oder durch
Auswertung der dcs zuvor gegebenen Lenkimpulse ständig oder erst beim eingehen eines
Abschaltsignals feststellt, ob bei Geradeausstellung der Räder 6 eine Berührung
der Aufbauten des Zugfahrzeugs und des Anhängers zustande käme und im Falle einer
Abschaltung die Geradeausstellung der Räder in einem solchen Fall nur dann oder
nur insoweit vornimmt, daß eine solche Berührung nicht stattfindet. Statt dessen
kann auch vorgesehen sein, daß die Räderrückstellung bei Abschaltung der Zusatzlenkung
so langsam vor sich geht, daß der Fahrer nach dem Vernehmen der entsprechenden Warnmeldung
hinreichend Zeit hat, um den Zug in eine solche Stellung zu bringen, daß die Fahrzeuge
sich nach der Rückstellung der Räder nicht berühren können Im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 erkennt man ein Zugfahrzeug 2 und ein Anhängerfahrzeug 5 mit Rädern
6, die
über eine Deichsel 12 miteinander verbunden sind, die am
Kupplungsbolzen 3 im Kupplungsmaul 10 angreift. Die Achse 30 der Räder 6 ist über
Federn starr mit dem Drehschemel 31 verbunden, der am Aufbau des Anhängerfahrzeugs
5 mittels des Drehkranzes 32 drehbar um den Mittelpunkt 33 angeordnet ist. Die jeweilige
Stellung des Drehschemels gegenüber dem Anhänger wird durch den Winkel 34 gekennzeichnet,
um den die Längsachse des Drehschemels 31 von der Längsachse des Anhängerfahrzeugs
5 abweicht.
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In dem vor dem Drehschemelmittelpunkt 33 gelegenen Schwenkpunkt 35
ist die Deichsel 12 seitlich verschwenkbar mit dem Drehschemel 31 verbunden. Ihre
jeweilige Stellung, die durch den Schwenkwinkel 36 zwischen ihrer Längsrichtung
und derjenigen des Drehschemels 31 gekennzeichnet ist, wird durch zwei Kolbenzylindereinrichtungen
37 bestimmt, die hydraulisch betrieben werden und in ihrer jeweiligen Einstellung
starr fixiert sind, so daß die Deichsel 12 zwar verstellbar ist gegenüber dem Drehschemel,
in der jeweiligen Einstellung aber schwenkfest mit ihm verbunden ist. Die Winkeleinstellung
der Deichsel 12 gegenüber der Längsrichtung des Anhängerfahrzeugs 5 ist durch die
Summe der Winkel 34 und 36 gekennzeichnet.
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Zur Feststellung beider Winkelbeträge sind geeignete,in der Darstellung
nicht erscheinende Fühler vorgesehen. Dabei kann es sich, wie auch im zuvor erläuterten
Beispiel um Fühler handeln, die das Erreichen bestimmter Winkelbeträge signalisieren.
Statt dessen kann selbstverständlich auch der absolute Winkelbetrag ständig gemessen
und durch analoge oder digitale Signale an die Steuereinheit (19 in Fig. 1) weitergegeben
werden, wobei diejenigen Winkelwerte, bei denen irgendwelche Steuerungsmaßnahmen
zu treffen sind, von der Steuereinheit selbst bestimmt sind bzw. an dieser einstellbar
sind.
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Zur Messung des Deichselwinkels 16 also des Winkels zwischen der Längsrichtung
der Deichsel und der Längsrichtung des Zugfahrzeugs 2, ist ein Winkelgeber 38 vorgesehen,
der mit der Deichsel 12 fest verbunden ist und dessen vertikale Welle eine Scheibe
39 trägt, über die ein Drahtseil 40 läuft, dessen Enden in gleichem Abstand beiderseits
des Kupplungszapfens 3 am Zugfahrzeug 2 befestigt sind. Ihre Verbindung mit dem
Zugfahrzeug wird durch einen Federstab 41 vermittelt, mit dessen Enden die Drahtseilenden
verbunden sind und der etwaige Maßtoleranzen und Relativbewegungen federnd ausgleicht.
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Aus der in der Fig. schematisch dargestellten geometrischen Anordnungen
ergibt sich ohne weiteres, daß im Falle einer Verschwenkung der Deichsel 12 gegenüber
der Längsrichtung des Zugfahrzeugs 2 eine Drehung der Scheibe 39 des Gebers 38 auftritt,
so daß das von dem Geber 38 an die Steuereinheit (19 in Fig. 1) abgegebene Signal
repräsentativ ist für den Deichselwinkel 16.
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Mit dieser Anordnung läßt sich dieselbe Steuerung verbinden, die im
Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde. Außerdem sind bei beiden Anordnungen die
Steuerungen verwendbar, die - über das zuvor erläuterte Ausführungsbeispiel hinausgehend
- in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurden. Vorteilhaft ist insbesondere auch
folgende Steuerung.
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Die Steuereinheit ist so ausgebildet, daß jeweils bei einem kleineren
Deichselwinkelwert (beispielsweise 70) und einem größeren Deichselwinkelwert (beispielsweise
120) Lenkimpulse erfolgen können, sofern der Drehschemelwinkel 3n gegenüber dem
Anhängerfahrzeug 5 oder bei einer anderen zweckmäßigen Ausführung die Summe des
Drehschenkelwinkels 34 und des Zusatzlenkwinkels 36 einen bestimmten Mindestwert
(beispielsweise 100) übersteigt. Wenn der kleinere Deichselwinkelwert erreicht wird,
wird um eine bestimmte kleine Gradzahl (beispielsweise 50)
gegengelenkt,
d.h. der Zusatzlenkwinkel 36 wird im entsprechenden Sinne verändert. Danach läßt
man die Fahrzeuge eine vorgegebene Wegstrecke durchlaufen, während der nicht erneut
zusatzgelenkt wird. Erst nach dieser Wegstrecke werden der Deichselwinkel 16 und
der Drehschemelwinkel 34 erneut abgefragt und bei Bedarf ein neuer Lenkimpuls gegeben.
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Wenn der größere Deichselwinkelwert erreicht ist, wird sofort (also
ohne das Ende der erwähnten Wegstrecke abzuwarten) eine größere Zusatzlenkwinkelkorrektur
(beispielsweise 150) vorgenommen. Anschließend durchlaufen die Fahrzeuge wieder
die bestimmte Wegstrecke, nach deren Ablauf erneut die maßgebenden Winkelwerte abgefragt
und ggf. ein neuer Zusatzlenkimpuls gegeben wird. Die erwähnte Wegstrecke, innerhalb
welcher eine Zusatzlenkung nicht stattfindet, wird der Fahrgeschwindigkeit des Anhängers
nach den weiter oben gegebenen Richtlinien angepaßt.
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Statt der starren Zuordnung eines bestimmten Zusatzlenkwinkelbetrags
zu dem gröBeren Dai S elwinkelwertkann auch vorgesehen sein, daß beim Ansprechen
des größeren Deichselwinkelwerts eine ständige Zusatzlenkwinkelveränderung mit begrenzter
Geschwindigkeit vorgenommen wird und diese dann beendet wird, wenn der größere Deichselwinkelwert
wieder unterschritten wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß statt einer ständigen
Zusatzlenkwinkelvergrößerung nur eine solche um einen bestimmten, relativ großen
Betrag (beispielsweise 150) vorgesehen ist, wobei jedoch diese Zusatzlenkwinkelveränderung
dann beendet wird, wenn der größere Deichselwinkelwert wieder unterschritten wird,
auch wenn zu diesem Zeitpunkt noch nicht der vorgesehene Betrag der Zusatzlenkwinkelveränderung
erreicht wurde.
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Um ein Übersteuern zu vermeiden, ist vorgesehen, daß jeweils dann,
wenn zuvor ein Signal wegen Erreichens des kleineren oder größeren Deichselwinkelwerts
abgegeben worden ist, von dem Winkelgeber 38 ein Signal an die Steuereinheit gegeben
wird, wenn der Deichselwinkel einen bestimmten Wert nahe der winkelneutralen Stellung
(Deichselwinkel Null) erreicht hat, wobei dann der Zusatzlenkwinkel um einen vorbestimmten
kleinen Betrag (beispielsweise 50) in Gegenrichtung verandert wird.
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Danach kann erst nach Durchfahren der vorbestimmten Wegstrecke ein
neuer Zusatzlenkimpuls erfolgen.
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Die Zusatzlenkung mittels Impulsen, die in vorbestimmten Zeitabständen
ausgelöst werden, verhindert, daß die einzelnen Lenkbefehle zu häufig kommen und
somit die Deichsel durch Lenkeinschläge ständig um die zulässige Winkelstellung
pendelt. Wenn diese Lenkimpulse beim Durchfahren einer engen Kurve zu gering sein
sollten, wird der erwähnte gröSe-e Deichselwinkelwert erreicht, was dann sofort
zu einem größeren Lenkimpuls mit anschließender Wegstreckenpause führt.
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Sobald der Drehschemel (Winkel 34) bzw. die Deichsel (Winkel summe
34 und 36), bezogen auf den Anhanger, sich in demjenigen kleinen Winkelbereich befindet,
innerhalb dessen Zusatzlenkimpulse nicht vorgesehen sind, wird der Zusatzlenkwinkel
36 auf Null gestellt. Gleichzeitig läuft ein Wegstreckenzähler an (beispielsweise
für 15 m), und ein erneuter Lenkimpuls kann während dieser Wegstrecke nur dann erfolgen,
wenn der Deichselwinkel den erwähnten größeren Deichselwinkelwert erreicht. Bei
dem kleineren Deichselwinkelwert erfolgt kein Lenkimpuls, und zwar auch dann nicht,
wenn der Winkel 34 bzw. 34 + 36 den inaktiven Winkelbereich überschreitet.
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Dadurch wird erreicht, daß der Anhänger beim Kurvenauslauf möglichst
frühzeitig ohne weitere Zusatzlenkung hinter dem Zugwagen herläuft.
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Bei Rückwärtsfahrt wird der Zusatzlenkwinkel 36 auf Null gebracht,
d.h. die Deichsel wird in die normale 9O0-Stellung zur Achse 30 eingestellt, und
dort belassen. Eine weitere Zusatzlenkung findet nicht statt. Der Anhänger verhält
sich dadurch bei Rückwärts fahrt wie ein Normalanhänger ohne Zusatzlenkung. Dieses
Prinzip kann dadurch modifiziert werden, daß die Steuereinheit anhand der bei ihr
eingehenden Signale von den Winkeln 16, 36 und 34 einen gefährlichen Fahrtzustand
erkennt, in welchem die Aufbauten der beiden Fahrzeuge aneinander anstoßen könnten,
und dann ein-- entsprechendes Signal an den Fahrer gibt oder in einem solchen Augenblick
doch eine Zusatzlenkfunktion veranlaßt.
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Bei einer Fahrtgeschwindigkeit über 45 km/h wird die Zusatzlenkung
in Geradeausstellung gebracht und abgeschaltet.
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Eine manuelle Rangierhilfe kann vorgesehen sein, wie dies oben beschrieben
wurde.
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Für die ges chiindigkeits -, fahrtrichtungs- und wegs treckenabhängigen
Steuerfunktionen kann ein Wegstreckenzähler vorgesehen sein, wie er ebenfalls bei
dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
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Auch eine Selbstprüfungsautomatik der Zusatzlenkung kann vorgesehen
sein. Dabei kann ein Überprüfungsmodus darin bestehen, daß nach einem Zusatzlenkimpuls
die Zusatzlenkwinkeländerung innerhalb einer Sekunde erfolgt sein muß, andernfalls
eine
Warnmeldung an den Fahrer erfolgen kann, ohne daß damit eine Ausschaltung der Zusatzlenkung
verbunden sein muß.