DE3590590T1

DE3590590T1 - Anordnung in einer Sattelkupplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug

Info

Publication number: DE3590590T1
Application number: DE19853590590
Authority: DE
Inventors: Staffan Sverkerson Grödinge Sjöström
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1986-10-30
Also published as: SE8405612D0; WO1986002894A1; GB2181397A; SE8405612L; GB8616218D0; GB2181397B; SE444659B

Description

Anordnung in einer Sattelkupplung zwischen einem Zugfahrzeug

und einem Anhängerfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einer Sattelkupplung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug, mit einem Kupplungszapfen, der zum Eingreifen in einen auf dem Zugfahrzeug angeordneten Aufsattel am Anhängerfahrzeug angeordnet und mit ihm so verriegelbar ist, daß das Anhängerfahrzeug gegenüber dem Zugfahrzeug waagerecht geschwenkt werden kann, wobei der Aufsattel in bezug auf das Zugfahrzeug verstellbar angeordnet ist, um eine Änderung des Abstandes zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhängerfahrzeug beim Fahren zu ermöglichen.

\A/ Bei herkömmlichen Sattelkupplungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Sattelanhänger muß der Aufsattel in solchem Abstand von der Fahrerhausrückwand des Zugfahrzeuges fixiert werden, daß zwischen dieser Wand und dem Vorderteil des Sattelanhängers ein verhältnismäßig großer Luftspalt besteht. Der Luftspalt ist erforderlich, um eine Relativschwenkbewegung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Sattelanhänger bei einer Fahrtrichtungsänderung zu ermöglichen. Bei nicht ausreichend großem Luftspalt besteht die Gefahr einer Kollision zwischen der vorderen Ecke des Sattelanhängers und der Fahrerhausrückwand des Zugfahrzeuges.

Es ist wünschenswert, einen solchen Luftspalt so klein wie möglich zu halten. Die größte Gesamtlänge solcher Fahrzeugzüge ist gesetzlich festgelegt, und dies bedeutet, daß ein

unnötig großer Luftspalt zwischen dem Zugfahrzeug und dem Sattelanhänger den nutzbaren Laderaum des Sattelanhängers verkleinert. Außerdem verursacht der Luftspalt Turbulenzen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Sattelanhänger, wodurch der Luftwiderstand erhöht und der Kraftstoffverbrauch im Betrieb ungünstig beeinflußt wird.

Es ist bereits bekannt, daß die vorstehend genannten Nachteile gemildert werden können, wenn der Sattelanhänger beim Fahren in bezug auf das Zugfahrzeug in Längsrichtung verstellbar ausgebildet ist. Eine solche Ausbildung ermöglicht einen verhältnismäßig kleinen Luftspalt zwischen der Fahrerhausrückwand des Zugfahrzeuges und dem Vorderteil des Sattelanhängers bei Geradeausfahrt. Bei einer Fahrtrichtungsänderung wird der Sattelanhänger gegenüber dem Zugfahrzeug so verstellt, daß sich der Luftspalt vergrößert, wodurch die Fahrtrichtungsänderung ausgeführt werden kann, ohne daß die vordere Ecke des Sattelanhängers an die Fahrerhauswand anstößt.

Kupplungsanordnungen der vorstehend genannten Art sind in den US-PSen 3,129,018 und 4,359,234 beschrieben. Diese bekannten Anordnungen umfassen Zapfen und/oder Rollen, die in Führungsnuten von komplizierter Konfiguration und großer Er-Streckung angeordnet sind, und bei einer Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugzuges werden die Zapfen und/oder Rollen in diesen Führungsnuten zwangsgeführt und bewirken die gewünschte Bewegung des Aufsatteis. Die Anordnung ist teuer in der Herstellung und Wartung und ist außerdem zu empfindlich gegen betriebliche Störungen und Verschmutzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Anordnung zum Verstellen des Sattelanhängers gegenüber dem Zugfahrzeug während des Fahrens bei Fahrzeugzügen der betreffenden Art zu schaffen. Bei dieser Zielsetzung zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß

- der Aufsattel um eine mit der Drehachse des Kupplungszapfens ungefähr zusammenfallende Mittelachse drehbar angeordnet ist,

- um die genannte Mittelachse konzentrisch drehbar zwei getrennte bogenförmige Segmente angeordnet sind, die mit radial nach außen gerichteten Zähnen o.dgl. versehen sind, welche mit komplementär gestalteten Organen an zwei Zahnstangen oder ähnlichen Bauteilen kämmen, die auf einer Seite jeweils eines von zwei Längsträgern des Fahrzeugrahmens an letzterem starr befestigt sind, wobei die Segmente bei Fahrtrichtungsänderungen auf den Zahnstangen abwälzbar sind, und

- in die Aufsatteleinheit eine Sperrvorrichtung so eingebaut ist, daß sie, wenn Führungsmittel den Vorgang der Fahrt-

I^ richtungsänderung erfassen, die Segmente gegen Drehung relativ zum Aufsattel blockieren kann.

Bei den erfindungsgemäßen Anordnungen ist die Verwendung von einfachen, bequem herstellbaren Bauteilen, wie z.B. Zahnrad-Segmenten und Zahnstangen, ermöglicht. Diese können innerhalb weiter Grenzen so ausgelegt werden, daß sie bei annehmbarer Beanspruchung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger auftretende Zug- und Drucklasten übertragen.

Weitere Unterscheidungsmerkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und Ansprüchen deutlich. Es wird nun ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer zwischen einem Zugfahrzeug und einem Sattelanhänger angeordneten erfindungsgemäßen Sattelkupplung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht entsprechend der Linie B-B in Fig. 1 mit einer Darstellung der Sattelkupplung bei ungefährer Geradeausfahrt, und

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Draufsicht mit einer Darstellung der Sattelkupplung bei einer Fahrtrichtungsänderung nach links des Fahrzeugzuges entsprechend

Fig. 1.
5

Der in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugzug umfaßt ein Zugfahrzeug 1 und einen an es angekuppelten Sattelanhänger 2. Die Kupplung ist mit einer erfindungsgemäßen Sattelkupplung 3 vorgenommen, die hauptsächlich eine am Zugfahrzeugrahmen 5 ¹^ angeordnete Aufsatteleinheit 4 und einen am Sattelanhänger befestigten, als Königszapfen bezeichneten Kupplungszapfen umfaßt. Im zusammengekuppelten Zustand greift der Zapfen 6 in einen zur Aufsatteleinheit 4 gehörenden Aufsattel 7 ein und ist mit ihm in herkömmlicher Weise verriegelt. Hierzu wird eine (nicht dargestellte) herkömmliche Verriegelungsvorrichtung verwendet, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und daher nicht näher beschrieben wird.

Der Aufsattel 7 ist in herkömmlicher Weise so ausgelegt, daß _er Stampfbewegungen um eine in der Aufsatteleinheit 4 angeordnete waagerechte Welle 11 ausführen kann. Die Anordnung des Zapfens 6 im Aufsattel 7 ermöglicht begrenzte waagerechte Schwenkbewegungen der Fahrzeuge 1 und 2 relativ zueinander um eine durch den Zapfen 6 dargestellte senkrechte Achse 12.

Die Aufsatteleinheit 4 ist so ausgelegt, daß sie beim Fahren um einen Betrag a gegenüber dem Rahmen 5 des Zugfahrzeuges in Längsrichtung verstellt werden kann. In Fig. 1 ist dieser

Betrag a verdeutlicht, einesteils durch den rückwärtigen Abschnitt des Aufsatteis 7, der mit gestrichelten Linien in seiner hinteren Endstellung dargestellt ist, und andererseits durch die vordere Endwand des Sattelanhängers 2, der in ähnlicher Weise mit gestrichelten Linien in seiner ent-

sprechenden hinteren Endstellung gezeichnet ist.

Fig. 2 bis 4 zeigen den die genannte Verstellbewegung ermöglichenden Aufbau der Aufsatteleinheit 4. In ihnen ist zu erkennen, daß der Aufsattel 7 über zwei nach unten ragende Stützen 8 und 9 an einer darunter angeordneten Führungsplatte 10 befestigt ist. Bezogen auf die Längsrichtung des Fahrzeuges, sind die Stützen 8 und 9 beiderseits der Mittelachse 12 des Aufsatteis 7 angeordnet.

Die Führungsplatte 10 liegt an der Oberseite von zwei längsgerichteten Zahnstangen 13 und 14 an, die je mittels einer Schraubverbindung 15 an einem zugehörigen Längsträger 17 bzw. 18 im Rahmen 5 des Zugfahrzeuges 1 befestigt sind, wobei die Zähne der Zahnstangen 13 und 14 gegeneinander gerichtet sind. Um Schwenkbewegungen des Aufsatteis 7 um seine Mittelachse 12 zu ermöglichen, wird die Führungsplatte 10 veranlaßt, auf beiden Zahnstangen 13 und 14 zu gleiten.

Die Oberseite jedes der Längsträger 17 und 18 ist zu einem größeren Teil mit einer zugehörigen Gleitplatte 19 abgedeckt, die zwischen den zusammengehörenden Zahnstangen und Längsträgern 13 und 17 bzw. 14 und 18 befestigt ist und auch die Gleitfläche für eine Grundplatte 20 bildet, die unter den Zahnstangen 13 und 14 und auf der Oberseite der Gleitplatte 19 angeordnet ist. Die Führungsplatte 10 und die Grundplatte 20 sind beide kreisrund und haben die gleiche Mittelachse wie die Mittelachse 12 vom Aufsattel 7. Die Führungsplatte 10 ist gegenüber der Grundplatte 20 mittels einer Drehlagerschraube 22 schwenkbar gelagert, die die Führungsplatte 10 durchdringt und an einem auf der Grundplatte

^ow 20 angeordneten Abstandsstuck 23 befestigt ist.

Die Grundplatte 20 weist einen kreisrunden aufragenden Flansch 25 auf, dessen radial äußere Fläche als Anlagefläche für zwei getrennte Zahnradsegmente 27 und 28 dient. Jedes der Zahnradsegmente 27 und 28 ist in Zahneingriff mit einer der Zahnstangen 13 und 14 und ist gegenüber der Führungs-

platte 10 über ihm und der Grundplatte 20 unter ihm gleitend angeordnet. Jedes der Zahnradsegmente 27,28 kann mit der Grundplatte 20 mittels einer Sperrvorrichtung 30 verriegelt werden. Diese umfaßt einen Sperrzapfen 31 bzw. 32, der sowohl eine Öffnung im Flansch 25 der Grundplatte 20 als auch eine Öffnung in einer Halterung 33, welche in radialer Richtung innerhalb des Flansches 2 5 angeordnet und an der Grundplatte 20 befestigt ist, radial verschieblich durchdringt. Jedes der Zahnradsegmente 27 und 28 weist eine nach innen gerichtete Vertiefung 34 bzw. 35 auf, in die der Sperrzapfen 31 bzw. 32 zum gegenseitigen Blockieren der Zahnradsegmente 27 und 28 und der Grundplatte 20 eingreift.

Am radial inneren Ende jedes der Sperrzapfen 31 und 32 ist ein klotzähnlicher Fuß 36 bzw. 37 ausgebildet, und jeder Fuß hat auf der Oberseite einen zylindrischen Führungszapfen 38 bzw. 39, der in einen Führungsschlitz 41 bzw. 42 in der Führungsplatte 10 eingreift. Diese Führungsschlitze 41 und 42 bewirken, daß sich die Sperrzapfen 31 und 32 in und außer Eingriff mit den Vertiefungen 34 und 35 in den Zahnradsegmenten 27 und 28 bewegen. Die genannten Führungsschlitze 41 und 42 sind so ausgebildet, daß sie eine begrenzte Relativschwenkbewegung der Führungsplatte 10 ermöglichen. In Anbetracht dessen sind die Führungsschlitze 41 und 42 so ausgebildet, daß ihre Enden 43 und 44 in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges einen kleineren Abstand von der Mittelachse 12 haben als ihre entgegengesetzten Enden 45 und 46.

Die Konfiguration der Schlitze 41 und 42 ermöglicht bei einer Fahrtrichtungsänderung der Fahrzeuge 1 und 2 ein radiales Verstellen der Sperrzapfen 31 und 32. Bei einer Fahrtrichtungsänderung nach links wird somit der Sperrzapfen 32 durch das Zusammenwirken seines Führungszapfens 39 mit dem Schlitz 42 radial nach innen und dadurch außer Eingriff mit der Vertiefung 35 im Zahnradsegment 28 bewegt, wie in Fig. dargestellt. Eine entsprechende radiale Bewegung wird vom

Sperrzapfen 31 bei einer Fahrtrichtungsänderung nach rechts ausgeführt. In jedem Falle ist der entgegengesetzte Sperrzapfen 31 oder 32 in einer Stellung, in welcher er in die entgegengesetzte Vertiefung 34 oder 35 eingreift, dadurch sicher gehalten, daß sein Führungszapfen 38 bzw. 39 in seinem Schlitz in eine in bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges hintere Stellung 45 bzw. 46 gedrängt wird. Der Winkel zwischen der vorderen und der hinteren Stellung jedes Führungsschlitzes 41 und 42 ist in Fig. 3 mit φ bezeichnet und kann etwa 5° betragen. Eine auf diese Weise erhaltene Winkeldrehung der Führungsplatte 10 reicht aus, um einen Sperrzapfen 31 oder 32 radial außer Eingriff mit der zugehörigen Vertiefung 34 bzw. 35 im Zahnradsegment zu bewegen.

An der Unterseite des Sattelanhängers 2 ist ein Führungsstück 50 befestigt, das in einem Schlitz 51 in der Schwenkplatte aufgenommen ist. Das Führungsstück 50 ist in herkömmlicher Weise dazu bestimmt, durch Führen des Kupplungszapfens 6 des Sattelanhängers 2 in die Verriegelungsstellung im Aufsattel 7 das Zusammenkuppeln der Fahrzeuge zu erleichtern.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: Wenn der Kupplungszapfen 6 in die Mittelstellung im Aufsattel 7 geführt und darin verriegelt worden ist, hat das Führungsstück 50 auch eine Stellung im Schlitz 51 eingenommen, in der zu dessen Rändern unbedeutendes Spiel besteht. Wenn die Fahrzeuge 1 und 2 dann in einer Linie zueinander

^ou ausgerichtet sind, nimmt der Aufsattel 7 entsprechend Fig. in bezug auf den Zugfahrzeugrahmen 5 eine vordere Stellung ein. Der Spalt zwischen der Rückwand des Fahrerhauses vom Zugfahrzeug und dem Vorderteil des Sattelanhängers ist somit so klein wie möglich. Beide Zahnradsegmente 27 und 28 sind

dann mit der Grundplatte 20 verriegelt, und die hinteren Enden der Zahnradsegmente 27 und 28 liegen aneinander an. Je-

des der Zahnradsegmente 27 und 28 erstreckt sich über einen Winkel von etwa 110°, wobei es in allen Stellungen mit einer größtmöglichen Anzahl von Zähnen mit der zugehörigen Zahnstange 13 bzw. Ί4 kämmt.
5

Bei einer Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeugzuges nach links wird zuerst die Führungsplatte 10 gegenüber der Grundplatte 20 um den Winkel φ geschwenkt, wobei der Führungszapfen 38 auf dem Sperrzapfen 31 die hintere Endstellung 45 im Schlitz 41 einnimmt, wogegen der Führungszapfen 39 auf dem Sperrzapfen 32 die vordere Endstellung 44 im Schlitz 42 einnimmt. Dadurch wird das linke Zahnradsegment 27 mit der Grundplatte 20 und dem Aufsattel 7 verriegelt, wogegen das rechte Zahnradsegment 28 relativ zu ihnen gleiten kann, weil der rechte Sperrzapfen 32 entsprechend der Darstellung in Fig. 4 aus der Vertiefung 35 herausgezogen worden ist. Eine weitere Schwenkung zwischen den Fahrzeugen 1 und 2 führt dazu, daß sich der Aufsattel 7 nach hinten bewegt, wogegen die Zahnradsegmente 27 und 28 von den Zahnstangen 13 und 14 abrollen. Die Rückwärtsbewegung a. kann durch die Formel (α <|>)*R = a ausgedrückt werden, in der α den Gesamtschwenkwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Sattelanhänger bezeichnet,

<p die vorstehend beschriebene Schwenkbewegung zum Betäti-²^ gen der Sperrzapfen ist, und

R der Teilkreisradius des Zahnradsegmentes für den Zahneingriff mit der Zahnstange ist.

Wenn die vorderen Enden der Segmente 27 und 28 zur gegenseitigen Anlage gebracht sind, hört die Verstellung nach hinten auf.

Wenn sich die Fahrzeuge 1 und 2 geradestellen, bleibt der linke Sperrzapfen 31 in der Vertiefung 34 im Zahnradsegment 27, wogegen der rechte Sperrzapfen 32 in die Vertiefung 35 im Zahnradsegment 28 eindringt, wenn die Fahrzeuge 1 und 2

in einer Linie zueinander ausgerichtet sind. Um die Reibung zwischen den Sperrzapfen 31 und 32 und den inneren Anlageflächen der Segmente 27 und 28 herabzusetzen, sind die Enden der Sperrzapfen mit Vorteil je mit einer (nicht dargestellten) Rolle versehen. Bei einer Änderung der Fahrtrichtung der Fahrzeuge nach rechts ist der Ablauf entsprechend.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht die Verwendung von herkömmlichen Aufsatteleinrichtungen mit Stützfüßen. Mit einer solchen Aufsatteleinrichtung kann eine Führungsplatte verbunden werden, zusammen mit einer mit der Führungsplatte zusammenwirkenden Grundplatte und zwei dazwischen angeordneten Sperrzapfen. Um ein einfaches Nachrüsten vorhandener Fahrzeuge zu ermöglichen, werden die Zahnradsegmente, die Zahnstangen und die Gleitplatte in zweckdienlicher Weise an der Führungs- und der Grundplatte provisorisch so befestigt, daß sich eine in einem Stück handhabbare Einheit ergibt.

Die Erfindung ist im Rahmen der nachstehenden Ansprüche in vielfältiger Weise abwandelbar. So können die Sperrvorrichtung und die Führungseinrichtungen in mannigfaltiger Weise variiert werden, ohne daß vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Claims

PCT/SE85/00406 SAAB-SCANIA AKTIEBOLAG 1Α-60 596 Patentansprüche :

1. Anordnung in einer Sattelkupplung zwischen einem Zugfahrzeug (1) und einem Anhängerfahrzeug (2), mit einem Kupplungszapfen (6), der zum Eingreifen in einen auf dem Zugfahrzeug (1) angeordneten Aufsattel (4,7) am Anhängerfahrzeug (2) angeordnet und mit ihm so verriegelbar ist, daß das Anhängerfahrzeug (2) gegenüber dem Zugfahrzeug (1) waagerecht geschwenkt werden kann, wobei der Aufsattel (4,7) in

IQ bezug auf das Zugfahrzeug (1) verstellbar angeordnet ist, um eine Änderung des Abstandes zwischen dem Zugfahrzeug (1) und dem Anhängerfahrzeug (2) beim Fahren zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet , daß

- der Aufsattel (4,7) um eine mit der Drehachse des Kupplungszapfens (6) ungefähr zusammenfallende Mittelachse

(12) drehbar angeordnet ist,

- um die genannte Mittelachse (12) konzentrisch schwenkbar zwei getrennte bogenförmige Segmente (27,28) angeordnet sind, die mit radial nach außen gerichteten Zähnen o.dgl.

versehen sind, welche mit komplementär gestalteten Organen an zwei Zahnstangen (13) oder ähnlichen Bauteilen kämmen, die auf einer Seite jeweils eines von zwei Längsträgern (17,18) des Fahrzeugrahmens (5) an letzterem starr befestigt sind, wobei die Segmente (28,29) bei Fahrtrichtungsänderungen auf den Zahnstangen (13) abwälzbar sind, und

- in die Aufsatteleinheit (7) eine Sperrvorrichtung (30) so eingebaut ist, daß sie, wenn Führungsmittel (41,42,50) den Vorgang der Fahrtrichtungsänderung erfassen, die Segmente (27,28) gegen Drehung relativ zum Aufsattel (4) blockieren kann.

2. Aufsattelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufsattel (4,7) einen herkömmlichen Aufsattel (7) umfaßt, der mit einer darunter angeordneten Führungsplatte

(10) starr verbunden ist, welcher begrenzte Schwenkbewegungen gegenüber einer weiteren darunter angeordneten Grundplatte (20) erteilt werden können, wobei die genannten Platten (10,20) mit dem Aufsattel (7) einen gemeinsamen Drehmittelpunkt (12) haben.

3. Sattelkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsmittel (41,42,50) ein am Anhängerfahrzeug (2) befestigtes Führungsstück (50) umfassen, das in einem Schlitz (51) im Aufsattel (7) paßt, um den Kupplungszapfen (6) in seine Verriegelungsstellung zu führen.

4. Sattelkupplung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet , daß das Führungsstück (50) bei einer waagerechten Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugzuges die Führungsplatte (10) in eine Schwenkbewegung versetzt, derart, daß in der Führungsplatte (10) angeordnete Betätigungsmittel (41,42) beim Schwenken der Führungsplatte (10) gegenüber der Grundplatte

(20) die Sperrvorrichtung (30) betätigen.

5. Sattelkupplung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrvorrichtung (30) zwei Sperrzapfen (31,32) umfaßt, die auf der Grundplatte (20) in und außer Eingriff mit den entsprechenden Zahnradsegmenten (27,28) radial verstellbar sind.

6. Sattelkupplung nach Anspruch 5

dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungsmittel zwei in der Führungsplatte (10) ange-

ordnete Führungsschlitze (41,42) umfassen, von dene jeder zur Erfüllung einer Blockierfunktion für das entsprechende Segment (27,28) mit einem Sperrzapfen (31,32) zusammenwirkt.

7. Sattelkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnradsegemente (27,28) zwischen der Führungsplatte (10) und der Grundplatte (20) auf einem mit der Grundplatte (20) starr verbundenen Flansch (25) gleitend angeordnet sind.

8. Sattelkupplung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsplatte (10) und die Grundplatte (20) mit einer Drehlagerschraube (22) in ihrem Drehmittelpunkt (12) axial aneinander befestigt sind.