DE3410486A1

DE3410486A1 - Kupplungsvorrichtung zwischen einem zugfahrzeug und einem anhaenger

Info

Publication number: DE3410486A1
Application number: DE19843410486
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 4840 Rheda-Wiedenbrück Braun; Gerd Dipl.-Ing. 4831 Langenberg Hermbusch; Horst Knöbel; Werner Dipl.-Ing. 4836 Herzebrock Möller; Adolf 4840 Rheda-Wiedenbrück Pöppelbaum; Willi 4830 Gütersloh Tönnies
Original assignee: WESTFALIA WERKE KNOEBEL
Current assignee: WESTFALIA WERKE KNOEBEL
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-10-03

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

₇₄

»West fali,a-Werke .Fjranz Knebel und Söhne ,Kommanditgesellschaft 'Am Sandberg, *484Ö Wiedenbrücic

Kupplungsvorrichtung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zwischen einem Zugfahrzeug und einem eine Deichsel sowie mindestens eine damit starr verbundene Achse aufweisenden Anhänger, bestehend aus einem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkviereck, dessen z.B. den Steg bildendes Glied am Zugfahrzeug quer und symmetrisch zu dessen Längsachse befestigt ist, während dessen beispielsweise die Koppel bildendes Glied an der Deichselspitze des Anhängers ebenfalls quer und symmetrisch zu dessen Längsachse angreift, und bei dem die einander zugeordneten Enden von Steg und Koppel jeweils durch einen Lenkarm über zwei Drehgelenke miteinander in Verbindung stehen.

Kupplungsvorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt, wie beispielsweise aus der Druckschrift "Recreational Vehicle Dynamici" SAE SP 463 hervorgeht, die über einen vom 25. bis Februar 1980 in Detroit stattgefundenen Kongreß und eine Ausstellung berichtet.

Solche, mit einem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks arbeitenden, Kupplungsvorrichtungen, haben gegenüber den herkömmlicherweise zwischen Einachsanhängern und Zugfahrzeug benutzten Kugelkupplungen den beträchtlichen Vorteil, daß sich zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gewissermaßen ein Sattelschleppereffekt einstellt, indem nämlich die Kupplungs-

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vorrichtung so wirkt, als ob der Deichseldrehpunkt des Anhängers am Zugfahrzeug mit mehr oder weniger großem Abstand vor dessen Hinterachse liegen würde.

Dieser Sattelschleppereffekt erhöht in beträchtlichem Maße die Pendelstabilität zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und großen Kurvenradien, wie sie auf Autobahnen üblich sind. Bei Langsamfahrt, und zwar insbesondere beim Befahren von Straßen mit engen Kurvenradien, erweist sich jedoch die Wirkungsweise der Kupplungsvorrichtungen mit als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecken als nachteilig. Je weiter nämlich das Lenktrapez der Kupplungsvorrichtung aus seiner der Geradausfahrt entsprechenden Symmetrielage zur Längsachse des Zugfahrzeuges und zur Längsachse des Anhängers verschoben wird, um so verlagert sich der momentane Drehpol der vor der Hinterachse des Zugfahrzeuges gelegenen, imaginären Deichselanlenkung des Anhängers seitwärts von der Längsachse des Zugfahrzeuges weg. Die Folge dieser an sich unerwünschten seitlichen Auslenkung des momentanen Drehpols der Anhänger-Deichsel relativ zum Fahrzeug ist dann, daß die Räder des Anhängers nicht auf dem Kurvenradius des gemeinsamen Wendepunktes für Fahrzeug und Anhänger laufen, sondern auf dem Kurvenradius eines hierzu versetzten Drehpunktes. Es stellt sich daher zwischen Zugfahrzeug und dem Anhänger beträchtliche Querkraft ein, die vielfach so groß werden kann, daß der Anhänger in Richtung der Radachse verschoben wird und seine Räder auf der Fahrbahn radieren.

Da Gespanne aus Zugfahrzeug und Einachsanhängern nicht nur auf Autostraßen mit großen Kurvenradien und/oder mit hohen Fahrgeschwindigkeiten betrieben werden, sondern mindestens auch im gleichen Umfang auf üblichen Land- und innerörtlichen Straßen mit engen Kurvenradien und/oder geringer Fahrgeschwindigkeit

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benutzt werden müssen, ist zur Verminderung der sich hierbei einstellenden Schwierigkeiten schon als Weiterbildung eine gattungsähnliche Kupplungsvorrichtung bekannt geworden, bei der die Funktionsteile des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks teilweise am Zugfahrzeug und teilweise am Anhänger montiert sowie dabei lösbar miteinander zu kuppeln sind.

Das am Zugfahrzeug montierte Funktionsteil ist dabei als sogenannter Zwillingskugelkopf gestaltet, der quer, aber symmetrisch zur Längsachse des Fahrzeugs befestigt ist- Mit jedem der beiden Kugelköpfe läßt sich dabei über ein übliches Kugelschalen-Kupplungsteil das freie Ende eines der beiden Lenkarme des Gelenkvierecks in Verbindung bringen, wobei diese Lenkarme an den Enden der an der Deichselspitze des Anhängers quer und symmetrisch zu dessen Längsachse montierten Koppel angelenkt sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die Ausstattung des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks mit einer sogenannten Zwillingskugelkupplung bei der bekannten Kupplungsvorrichtung keine wesentlichen Verbesserungen im Betriebsverhalten erreicht werden können, weil die beiden Kupplungsbereiche der Zwillingskugelkupplung sich in ihrer Bewegungsfreiheit gegenseitig erheblich beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, die bei Gespannfahrt eines Zugfahrzeuges mit Anhänger den Sattelschleppereffekt gewährleistet, und trotzdem aber eine optimale Bewegungsfreiheit zwischen Zugfahrzeug und Anhänger zuläßt und dadurch das Auftreten schädlicher Überbeanspruchungen unterbindet.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das den Steg

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bildende Glied des Lenktrapezes symmetrisch zur Längsachse (x-Achse) des Zugfahrzeuges an diesem über -ein Gelenk aufgehängt ist, das außer einem Freiheitsgrad um die Längsachse lediglich noch einen weiteren Freiheitsgrad um eine zur Querachse (y-Achse) des Zugfahrzeuges parallele Achse aufweist.

Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung für eine gattungsgemäße Kupplungsvorrichtung liegt darin, daß Relativbewegungen zwischen Zugfahrzeug und Anhänger mit zwei Freiheitsgraden ohne irgendwelche Rückwirkungen auf das als Lenktrapez ausgebildete Gelenkviereck möglich sind. 'So können zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger sogenannte Wankbewegungen um die Längsachse (x-Achse) und auch sogenannte Nickbewegungen um eine zur Querachse (y-Achse) parallele Achse problemlos stattfinden.

Als Gelenk zwischen dem Zugfahrzeug und dem den Steg bildenden Glied des Lenktrapezes könnte ohne weiteres ein Kreuzgelenk vorgesehen werden, das eine mit der Längsachse (x-Achse) des Zugfahrzeuges zusammenfallende Gelenkachse sowie eine diese horizontal kreuzende Querachse aufweist, die sich parallel zur Querachse (y-Achse) des Zugfahrzeuges erstreckt.

In besonders vorteilhafter Weise läßt sich jedoch die Kupplungsvorrichtung gestalten, wenn erfindungsgemäß nach Anspruch das Gelenk von einer Kugelkupplung gebildet ist, deren Kugelschalen-Kupplungsteil relativ zum Kugelkopf-Kupplungsteil durch eine Arreciervorrichtung gegen Bewegungen um eine zur Hochachse des Zugfahrzeuges (z-Achse) parallele Achse blockiert ist.

Die Besonderheit dieser Kugelkupplung liegt also darin, daß sie Wankbewegungen und Nickbewegungen des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks relativ zum Zugfahrzeug

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ohne weiteres zuläßt, jedoch die sogenannten Gierbewegungen um eine zur Hochachse (z-Achse) des Zugfahrzeuges parallele Achse verhindert. Diese Gierbewegungen werden vielmehr zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ausschließlich über das als Lenktrapez ausgebildete Gelenkviereck beeinflußt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 3 vorgesehen, daß die Arretiervorrichtung aus wenigstens einem, vorzugsweise im Kugelschalen-Kupplungsteil sitzenden, auf der Längsachse des Zugfahrzeuges liegenden und auf das Kugelzentrum der Kugelkupplung ausgerichteten Nocken sowie aus mindestens einer, vorzugsweise im Kugelkopf-Kupplungsteil angeordneten, auf einer durch die Längsachse des Zugfahrzeuges gehenden Vertikalebene um das Kugelzentrum der Kugelkupplung gekrümmte Nut besteht. Durch den gegenseitigen Eingriff von Nocken und Nut wird auf einfache Weise die Beweglichkeit des Kugelgelenkes um einen Freiheitsgrad eingeschränkt. Nach Anspruch 4 ist es aber auch möglich, daß die Arretiervorrichtung aus wenigstens einem vorzugsweise im Kugelschalen-Kupplungsteil sitzenden, seitlich auf einer durch das Kugelzentrum der Kugelkupplung gehenden Querachse liegenden Nocken sowie aus mindestens einer, vorzugsweise im Kugelkopf-Kupplungsteil angeordneten, auf einer mit der Querachse zusammenfallenden Vertikalebene um das Kugelzentrum der Kugelkupplung gekrümmten Nut besteht. Besonders bewährt hat es sich dabei, wenn nach Anspruch 5 der Nocken der Arretiervorrichtung sowie auch deren Nut einen trapezförmig profilierten Querschnitt haben, weil sich hierdurch ein spielfreier Eingriff der Arretiervorrichtung erreichen läßt. In jedem Falle können auch zwei sich am Kugelumfang gegenüberliegende Arretiervorrichtungen vorgesehen werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung läßt sich nach Anspruch 6 erreichen, wenn der Nocken ein entsprechend der Nutkrümmung gebogener Stegkörper ist, der an einem Bolzen sitzt, welcher einerseits um eine durch das Kugelzentrum gehende Achse verdrehbar im Kugelschalen-Kupplungsteil lagert und andererseits in seiner Längsrichtung elastisci

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nachgiebig abgestützt, insbesondere durch eine Feder vorgespannt ist.

Nach Anspruch 7 ist ferner vorgesehen, daß der den Nocken bzw. Stegkörper tragende Bolzen durch eine selbsttätige Rastvor richtung, z.B. eine Kugelrastvorrichtung, in seiner Grundstellung relativ zum Kugelschalen-Kupplungsteil fixierbar ist. Hierdurch wird der als Nocken der Arretiervorrichtung dienende Stegkörper in seiner Grundstellung selbsttätig gesichert, sobald die Kugelkopfkupplung gelöst und das Kugelschalen-Kupplungsteil vom Kugelkopf-Kupplungsteil abgehoben wird.

Es hat sich ferner bewährt, wenn gemäß der Lehre des Anspruchs die Arretiervorrichtung in die dem Zugfahrzeug zugewendeten Teile der Kugelkupplung eingebaut sind, weil hierdurch die zusammenwirkenden Eingriffsteile an Stellen zu liegen kommen, die Verletzungsgefahren weitestgehend unterbinden.

Für eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung hat es sich in den meisten Fällen als ausreichend erwiesen, wenn entsprechend den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen die Winkelbeweglichkeit des Gelenks um die Längsachse (x-Achse) mindestens 25° nach rechts und links sowie um die Querachse (y-Achse) des Zugfahrzeuges parallele Achse wenigstens 20° nach oben und unten beträgt.

Schließlich wird ein Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung nach Anspruch 10 auch darin gesehen, daß das Kugelkopf-Kupplungsteil am Zufahrzeug und das Kugelschalen-Kupplungsteil am Steg des Lenktrapezes befestigt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein aus Zugfahrzeug und Einachsanhänger bestehendes Gespann mit zugehöriger Kupplungsvorrichtung in der Funktionsstellung für Geradeausfahrt

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Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung des■ Gespanns mit Kupplungsvorrichtung bei deren Einstellung für Kurvenfahrt,

Figur 3 in größerem Maßstab und ausführlicher Darstellung den in Fig. 1 mit III gekennzeichneten Bereich,

Figur 4 in größerem Maßstab und ausführlicher Darstellung den in Fig. 2 mit IV gekennzeichneten Bereich,

Figur 5 wiederum in größerem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie V-V durch die Kupplungsvorrichtung nach Fig. 3 und

Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI durch die Kupplungsvorrichtung nach Fig. V.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist jeweils ein aus einem 'Zugfahrzeug 51 und einem Einachsanhänger 52 bestehendes Fahrzeuggespann 53 dargestellt, das beispielsweise von einem Personenkraftwagen und einem Carawananhänger gebildet ist. Zwischen dem Zugfahrzeug 51 und dem Einachsanhänger 52 ist eine lösbare Kupplungsvorrichtung 54 vorgesehen, welche einerseits an der Spitze einer Deichsel 55 angreift, die starr mit der Achse 6 oder dem Achsaggregat des Anhängers 52 verbunden ist, und andererseits lösbar am Zugfahrzeug 51 befestigt ist.

Die .Kupplungsvorrichtung 54 besteht aus einem als Lenktrapez ausgelegten Gelenkviereck 57, welches deutlich aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Dieses Lenktrapez bzw. Gelenkviereck 57 hat als am Zugfahrzeug 51 zu befestigendes Glied einen Steg 58, der symmetrisch zur Längsachse 59 - der sogenannten x-Achse - des Zugfahrzeuges 51 angeordnet und ausgebildet ist.

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Andererseits weist das Lenktrapez bzw. Gelenkviereck.57 eine Koppel 60 auf, die an der Spitze der Deichsel 55 des Anhängers 52 angreift, sich quer zu dessen Längsachse 61 erstreckt sowie relativ zu dieser symmetrisch angeordnet und ausgebildet ist. Die einander benachbarten Enden von Steg 58 und Koppel 60 sind jeweils durch einen Lenkarm 62 und 63 miteinander verbunden, und zwar derart, daß der Lenkarm 62 über ein Drehgelenk 64 und der Lenkarm 63 über ein entsprechendes Drehgelenk 65 an der Koppel 60 angreift. Andererseits ist der Lenkarm 62 über ein Drehgelenk 66 und der Lenkarm 63 über ein entsprechendes Drehgelenk 67 mit dem Steg 58 in ständiger Verbindung gehalten. Die Länge 68 des Steges 5 8 zwischen den Achsen der daran angreifenden Drehgelenke 66 und 67 ist kleiner bemessen als die Länge 69 der Koppel 60 zwischen den Achsen der beiden Drehgelenke 64 und 6*5, während die beiden Lenkarme 62 und 63 untereinander übereinstimmende Längenabmessung aufweisen.

Die Benutzung der mit einem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks 57 arbeitenden Kupplung 54 zwischen dem Zugfahrzeug 51 und dem Anhänger 52 hat den sogenannten Sattelschleppereffekt zur Folge, d.h., die Kupplungsverbindung zwischen dem Zugfahrzeug 51 und dem Anhänger 52 hat eine Wirkung, als ob der ideale Anlenkpunkt 70 des Anhängers 52 am Zugfahrzeug 51 mit Abstand vor dessen Hinterachse 71, also in der Nähe des Zugfahrzeuges-Schwerpunktes, liegen würde (Fig. 1 und 2). Der Sattelschleppereffekt erhöht dabei die Pendelstabilität zwischen dem Zugfahrzeug 51 und dem Anhänger 52 des Fahrzeuggespanns 53 beträchtlich, d.h., es ergibt sich ein großer Sicherheitsgewinn, der sich bei Gespannfahrten mit hoher Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise auf Autobahnen, positiv auswirkt.

i Kurvenfahrten des aus dem Zugfahrzeug 51 und dem Anhänger ⁵² bestehenden Gespanns 53, also beim Eintreten einer Knicklage,

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zwischen der Längsachse 59 des Zugfahrzeu.ges 51 .und der Längsachse 61 des Anhängers 52 wandert jedoch der ideale Anlenkpunkt 70 zwischen dem Anhänger 52 und dem Zugfahrzeug seitwärts aus der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51, wie das vergleichsweise aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist.

Die Lage des idealen Anlenkpunktes 70 zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug 51 wird nämlich bestimmt durch die jeweilige Stellung des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks 57, weil er als momentaner Drehpol des Gelenkvierecks 57 wirkt und damit in Abhängigkeit von dessen Lagenänderung auf einer Polbahn wandert, die sich um so mehr der Hinterachse 71 des Zugfahrzeuges 51 nähert, je weiter der ideale Anlenkpunkt 70 von der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 nach außen wandert.

Diese Verhaltensweise der mit einem als Lenktrapez ausgelegten Gelenkviereck arbeitenden Kupplungsvorrichtung 5 4 kann sich jedoch nachteilig bemerkbar machen, wenn das aus Zugfahrzeug 51 und Einachsanhänger 52 gebildete Fahrzeuggespann 53 mit Langsamfahrt' und in engen Kurven, beispielsweise auf Landstraßen, betrieben wird. Sobald nämlich der Knickwinkel zwischen der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 und der Längsachse 61 des Einachsanhängers 52 einen bestimmten Wert, beispielsweise überschreitet, und/oder auch Fahrbahnunebenheiten auftreten, können sich Verklemmungen an dem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkviereck 57 ergeben, die dessen Wirkungweise nachhaltig beeinträchtigen. Die hieraus resultierenden Kraftwirkungen können dann ungünstigen Einfluß auf die Fahrgeometrie des Fahrzeuggespanns 53 nehmen, wobei dann vielfach der Einachsanhänger 52 entgegen der Reifenseitenkraft seiner Räder in Richtung der Achse 56 verschoben wird und dabei im beträchtlichen Maße einem Radieren der Reifen Vorschub leistet.

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Damit dem Auftreten von Klemmkräften innerhalb-des als Lenktrapez bzw. Gelenkvierecks 57 ausgelegten Teil der Kupplungsvorrichtung 54 begegnet werden kann, ist das den Steg 58 bildende Glied des Lenktrapezes 57 symmetrisch zur Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 - also symmetrisch zur x-Achse - am Zugfahrzeug 51 über ein Gelenk 72 aufgehängt. Dieses Gelenk 72 ist dabei so ausgestaltet, daß es außer einem Freiheitsgrad um die Längsachse 59 -also die x-Achsedes Zugfahrzeuges 51 lediglich noch einen weiteren Freiheitsgrad, und zwar um eine zur Querachse - der sogenannten y-Achse des Zugfahrzeuges 51 parallele Achse 73 aufweist.

Durch das Vorhandensein des Gelenks 72 kann daher das als Lenktrapez ausgebildete Gelenkviereck 57 gegenüber dem Zugfahrzeug 51 sowohl sogenannte Wankbewegungen um die Längsachse 59 als auch sogenannte Nickbewegungen um die Querachse 73 ausführen.

Das Gelenk 72 hat jedoch eine solche Ausbildung, daß es Bewegungen in jeder anderen Richtung, also auch um eine sowohl die Achse 59 als auch die Achse 53 jeweils rechtwinklig schneidende Achse (nicht angedeutet) unterbindet. Bei Kurvenfahrten des aus dem Zugfahrzeug 51 und dem Anhänger 52 bestehenden Gespanns 53, also beim Eintreten einer Knicklage zwischen der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 und der Längsachse 61 des Anhängers 52 werden daher die seitlichen Auslenkbewegungen - die sogenannten Gierbewegungen - ausschließlich mittels des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks 57 ausgesteuert, wie das vergleichsweise aus den Fig. 3 und erkennbar ist.

Das Gelenk 72 zwischen dem Zugfahrzeug 51 und dem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks 57 an der Spitze der Deichsel

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55 kann als ein sogenanntes Kreuzgelenk ausgebildet werden, das lediglich zwei Gelenkachsen hat, von denen dann eine mit der Längsachse 59 und das andere mit der Querachse 73 fluchtet.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, das Gelenk 72 als Kugelkupplung auszulegen, deren Kugelkopf-Kupplungsteil 74 in üblicher Weise am Zugfahrzeug 51 befestigt wird. Das zugehörige Kugelschalen-Kupplungsteil 75 mit eingebauter Sperrkalotte und zugehörigem Auslösehebel ist hingegen unmittelbar in den Steg 58 des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks 57 integriert oder aber daran befestigt.

Der Grundaufbau dieser Kugelkupplung 7 2 entspricht den üblicherweise zwischen Zugfahrzeugen 51 und Anhängern 52 von Fahrzeuggespannen 53 zum Einsatz gelangenden Kugelkupplungen. Abweichend von den Kugelkupplungen der herkömmlichen Bauart ist jedoch die Kugelkupplung 72 mit einer zusätzlichen Arretiervorrichtung 76 ausgestattet, durch die der Kugelschalen-Kupplungsteil 75 relativ zum Kugelkopf-Kupplungsteil 7 4 gegen Bewegungen um eine zur Hochachse des Zugfahrzeuges 51 - die sogenannte z-Achse - parallele Achse 77 blockiert wird, die in den Fig. 5 und 6 angedeutet ist. Es werden daher nur Relativbewegungen zwischen den Kugelschalen-Kupplungsteil 75 und dem Kugelkopf-Kupplungsteil 74 der der Kugelkupplung zugelassen, die um die Achsen 59 und 73 auftreten.

Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß die Arretiervorrichtung einen im Kugelschalen-Kupplungsteil 75 sitzenden Nocken 78 sowie aus .einer im Kugelkopf-Kupplungsteil 74 angeordneten Eingriffsnut 79 besteht. Dabei ist die Eingriffsnut auf einer mit der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 - der sogenannten x-Achse - zusammenfallenden Vertikalebene angeordnet und um das Kugelzentrum des Kugelkopf-Kupplungsteils 74 gekrümmt ausgeführt, wie das die Fig. 5 und 6 deutlich erkennen lassen. Der Nocken 78 ist im Kugelschalen-Kupplungsteil 75

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durch einen Bolzen 80 gelagert, dessen Längsachse· mit der Längsachse 59 des Zugfahrzeuges 51 zusammenfällt, sobald das Kugelschalen-Kupplungsteil 75 auf das Kugelkopf-Kupplungsteil 74 aufgesetzt ist, wie das die Fig. 5 zeigt. Dabei ist dann der Bolzen 80 und mit ihm der Nocken 78 auf das Kugelzentrum der Kugelkupplung 72 ausgerichtet. ·

Der Fig. 5 kann noch entnommen werden, daß der Nocken 78 am Bolzen 80 als ein entsprechend der Krümmung der Eingriffsnuten 79 gebogener Stegkörper ausgeführt ist, der einseitig über den Umfang des zur drehbaren Lagerung dienenden Bolzens 80 hinausragt. Nocken bzw. Stegkörper 78 und Eingriffsnut 79 haben vorzugsweise einen trapezförmig profilierten Querschnitt (Fig. 6), um einen gegenseitigen spielfreien Eingriff zu ermöglichen.

Der Bolzen 80 des Nockens bzw. Stegkörpers 78 ist in seiner Längsrichtung elastisch nachgiebig, beispielsweise durch eine Druckfeder 81 gegen den Kugelschalen-Kupplungsteil 75 abgestützt, so daß der Nocken bzw. Stegkörper 78 immer unter Vorspannung in die Eingriffsnut 79 gedrückt wird.

Durch das Zusammenwirken des im Kupplungsschalen-Kupplungsteil 75 sitzenden Nockens bzw. Stegkörper 78 mit der Eingriffsnut 79 im Kugelkopf-Kupplungsteil wird zwar gewährleistet, daß die Kugelkupplung 72 Nickbewegungen um die Querachse 73 und auch Wankbewegungen um die Längsachse 59 zuläßt, zugleich wird jedoch wirksam verhindert, daß eine sogenannte Gierbewegung zwischen dem Kugelschalen-Kupplungsteil 75 und dem Kugelkopf-Kupplungsteil 74 um die Hochachse 77 stattfinden kann. Die Wankbewegung um die Längsachse 59 macht dabei die relativ verdrehbare Lagerung des Nockens bzw. Stegkörpers 78 im Kupplungsschalen-Kupplungsteil 75 notwendig, wenn dieser die aus den Fig. 5 und 6 ersichtliche Form aufweist und flächig an den Seiten-

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flanken der Eingriffsnut 79 zur Anlage kor.i:v.t . Hätte ckn- Nocken 78 lediglich eine kegelstumpfförmig zugespitzte Form, dann brauchte er nicht unbedingt drehbar im Kugelschalen-Kupplungsteil 75 gelagert zu werden, weil er nämlich in diesem Falle ohne weiteres die Relativbewegungen zwischen dem Kugelschalen-Kupplungsteil 75 und dem Kugelkopf-Kupplungsteil 74 zulassen würden, die sich bei einer Überlagerung von Nickbewegungen um die Querachse 73 und Wankbewegungen um die Längsachse 59 ergeben können.

Damit der Nocken bzw. Stegkörper 78. mit der aus den -Fig. 5 und 6 ersichtlichen Bauform in seiner Grundstellung relativ zum Kugelschalen-Kupplungsteil 75 fixiert ist, sobald die Kugelkupplung 72 gelöst und das Kugelschalen-Kupplungsteil 75 vom Kugelkopf-Kupplungsteil 74 abgehoben wird, ist eine selbsttätige Rastvorrichtung 82 vorgesehen. Diese Rastvorrichtung 82 weist dabei im Kugelschalen-Kupplungsteil 75 eine durch eine Druckfeder 83 abgestützte Rastkugel 84 auf, die mit einer Rastmulde 85 am Umfang des Bolzens 80 zusammenwirkt. Dabei ist die Rastmülde 85 am Bolzen 80 so vorgesehen, daß die Rastkugel 84 mit ihr in der Drehlage des Nockens bzw. Steggkörpers 78 in Eingriff steht, welche aus den Fig. 5 und 6 erkennbar ist.

Die Auslegung der Kugelkupplung 72 ist von solcher Art, daß sie - bezogen auf die normale Ausgangslage - Nickbewegungen um die Querachse 73 über einen Winkelbereich von etwa 20° zuläßt, während sie gleichzeitig Wankbewegungen um die Längsachse 59 über einen Winkelbereich von etwa 25° ermöglicht.

Der besondere Vorteil der aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Bauform der Kugelkupplung 72 liegt darin, daß diese weitestgehend mit den Kugelkupplungen der herkömmlichen Bauart übereinstimmt.

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Wenn daher ein Kugelkopf-Kupplungsteil 74 der aus .den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Bauart am Zugfahrzeug 51 montiert ist, kann hiermit ohne weiteres auch ein Kugelschalen-Kupplungsteil der herkömmlichen Ausführung in Wirkverbindung gebracht werden, weil dieses problemlos über die Eingriffsnut 79 des Kugelkopf-Kupplungsteils 74 hinweggreift. Gegebenenfalls besteht sogar die Möglichkeit, ein bereits vorhandenes Kugelkopf-Kupplungsteil herkömmlicher Bauart durch Einfräsen der Eingriffsnut 79 so umzurüsten, daß sie auch mit einem Kugelschalen-Kupplungsteil 75 der hier beanspruchten, beschriebenen und dargestellten Bauart zusammenwirken kann.

Abschließend sei noch erwähnt, daß die Eingriffsnut 79 für den Nocken bzw. Stegkörper 78 nicht unbedingt die aus den Fig. 5 und 6 ersichtliche Anordnung und Ausbildung haben muß. Vielmehr könnte sie am Kugelkopf-Kupplungsteil 74 auch auf einer Vertikalebene liegend angeordnet werden, die in Richtung der Querachse 73 verlaufend mit der Hochachse 77 zusammenfällt. In diesem Falle müßte dann natürlich der Nocken bzw. Stegkörper 78 durch seinen Lagerbolzen 80 so im Kugelschalen-Kupplungsteil 75 gehalten werden, daß die Achse des Bolzens 80 mit der Querachse 73 fluchtet.

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Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIER 20. MRZ. ISu'i f.US. 74 151 Westfalia-Werke Franz Knöbel und Söhne Kommanditgesellschaft Am Sandberg, 4 840 Wiedenbrück Patentansprüche

1. Kupplungsvorrichtung zwischen einem Zugfahrzeug und einem ./eine Deichsel und mindestens eine damit starr verbundene Achse aufweisenden Anhänger, bestehend aus einem als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkviereck, dessen z.B. den Steg bildendes Glied am Zugfahrzeug quer und symmetrisch zu dessen Längsachse befestigt ist, während dessen beispielsweise die Koppel bildendes Glied an der Deichselspitze des Anhängers, ebenfalls quer und symmetrisch zu dessen Längsachse angreift, und bei dem die einander zugeordneten Enden von Steg und Koppel jeweils durch einen Lenkarm über zwei Drehgelenke miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das den Steg (58) bildende Glied des Lenktrapezes (57) symmetrisch zur Längsachse (59) des Zugfahrzeuges (51)

- x-Achse - an diesem über ein Gelenk (72) aufgehängt ist, das außer einem Freiheitsgrad um die Längsachse (59)

- x-Achse - lediglich noch einen weiteren Freiheitsgrad um eine zur Querachse des Zugfahrzeuges (51) - y-Achse parallele Achse (73) aufweist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk von einer Kugelkupplung (72) gebildet ist, deren Kugelschalen-Kupplungsteil (75) relativ zum Kugelkopf-Kupplungsteil (74) durch eine Arretiervorrichtung (76) gegen Bewegungen um eine zur Hochachse des Zugfahrzeuges (51)

- z-Achse - parallele Achse (77) blockiert ist ( Fig. 5 und 6).

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3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (76) aus wenigstens einem vorzugsweise im Kugelschalen-Kupplungsteil (75) sitzenden, auf der Längsachse (59) des Zugfahrzeuges (51) liegenden und auf das Kugelzentrum der Kugelkupplung (72) ausgerichteten Nocken (78) sowie aus mindestens einer, vorzugsweise im Kugelkopf-Kupplungsteil (74) angeordneten, auf einer durch die Längsachse (59) des Zugfahrzeuges (51) - x-Achse gehenden Vertikalebene um das Kugelzentrum der Kugelkupplung (72) gekrümmten Eingriffsnut (79) besteht.

4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (76) aus wenigstens einem, vorzugsweise im Kugelschalen-Kupplungsteil (75) sitzenden, seitlich auf einer durch das Kugelzentrum der Kugelkupplung (72) gehenden Querachse (73) liegenden Nocken (78) sowie aus mindestens einer, vorzugsweise im Kugelkopf-Kupplungsteil (74) angeordneten> auf einer mit der Querachse (73) zusammenfallenden Vertikalebene um das Kugelzentrum der Kugelkupplung (72) gekrümmten Nut (79) besteht.

5. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (78) der Arretiervorrichtung (76) sowie auch deren Eingriffsnut (79) einen trapezförmig profilierten Querschnitt haben.

6. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (78) ein entsprechend der Nutkrümmung gebogener Stegkörper ist, der an einem Bolzen (80) sitzt, welcher einerseits um eine durch das Kugelzentrum der Kugelkupplung (72) gehende Achse verdrehbar im Kugelschalen-Kupplungsteil (75) lagert und andererseits in seiner Längs-

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

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richtung fest oder elastisch nachgiebig abgestützt, insbesondere durch eine Feder (81) vorgespannt ist.

7. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Nocken bzw. Stegkörper (78) tragende Bolzen (80) durch eine selbsttätige Rastvorrichtung (82), z.B. eine Kugelrastvorrichtung, in seiner Grundstellung relativ zum Kugelschalen-Kupplungsteil (75) fixierbar ist.

8. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (76) in die dem Zugfahrzeug (51) zugewendeten Teil der Kugelkupplung (72) eingebaut ist.

9. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbeweglichkeit des Gelenks (72) um die Längsachse (59) des Zugfahrzeuges (51) - x-Achse - mindestens 25° nach rechts und links sowie um die zur Querachse des Zugfahrzeuges (51) - y-Achse - parallele Achse (73) wenigstens 20° nach oben und unten beträgt.

10.Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelkopf-Kupplungsteil (74) am Zugfahrzeug (51) und das Kugelschalen-Kupplungsteil (75) am Steg (58) des als Lenktrapez ausgebildeten Gelenkvierecks (57) befestigt ist.

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