DE3728477C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurzkuppelvorrichtung zur Ver­ änderung des Abstandes zwischen dem Zugfahrzeug und dem An­ hänger eines Lastzuges von einem Minimal-Abstand bei ge­ strecktem Lastzug bis zu einem Maximal-Abstand bei Kurven­ fahrt, mit einer in Führungen der Anhängerdeichsel telesko­ pisch aus- und einfahrbaren Zugstange, die durch einen un­ terhalb der Anhängerdeichsel angeordneten doppeltwirkenden Druckmittelzylinder lageveränderbar ist und mit einer Steu­ ervorrichtung zur Beaufschlagung des Druckmittelzylinders mit Druckmedium in Abhängigkeit von vorgegebenen Bedingun­ gen.

Eine Kurzkuppelvorrichtung dieser Art mit zwei - durch Druckschläuche miteinander verbundenen - Druckmittelzylin­ dern, die vor bzw. hinter der Zuggabelachse liegen und die beide zur Verstellung der Zugstange benötigt werden ist aus der DE-OS 35 04 099 bekannt.

Wenn der hintere Kolben Drucköl aus seinem Hydraulikzylin­ der verdrängt, gelangt das Drucköl über einen Schlauch in den hinteren Zylinderraum des vorderen Hydraulikzylinders und schiebt dessen Kolben aus, welcher über einen Zapfen die Zugstange aus dem Führungsrohr schiebt und somit den Abstand zwischen der Zuggabelachse und der Zugöse vergrößert. Gleichzeitig strömt Drucköl aus dem vorderen Zylinderraum des vorderen Hydraulikzylinders über einen Schlauch in den vorderen Zylinderraum des hinteren Hydrau­ likzylinders zurück. Diese Abstandsvergrößerung steigt bis zu einem Schwenkwinkel des Drehgestells um die Achse von 39° an und fällt dann - aufgrund der Kinematik einer Kurbelschwinge - wieder ab. Schwenkt das Drehgestell des Anhängers zurück, so folgt die Veränderung des Abstandes der Zugöse von der Zuggabelachse derselben Funktion.

Es handelt sich also um eine verhältnismäßig komplizierte Steuerung. Die Doppelanordnung der Hydraulikzylinder mit ihren Verbindungsdruckschläuchen birgt erhöhte Gefahr von Leckverlusten bei eventuellem Bruch der Druckschläuche in sich.

Die bei der Zugstange nach dieser DE-OS 35 04 099 nötige Kurbelschwinge, die mit einer Innenzahnrad-Ritzel- Verbindung am Drehgestell des Anhängers zusammenwirkt, kompliziert die Anlage noch zusätzlich.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine baulich kompakte und sicherheitstechnisch optimierte Kurzkuppelvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Lehre des Patentanspruches 1 gelöst, die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.

Die Zugstange ist an ihrem anhängerseitigen Ende mit der Kolbenstange des Druckmittelzylinders verbunden, und die Steuervorrichtung weist je einen elektrischen Grenzwertschalter an der Zugfahrzeuglenkung und an dem Anhängerdrehgestell zur Feststellung eines Lenkwinkels außerhalb der Geradeausfahrstellung und einen weiteren Grenzwertschalter an dem Tachometer zur Feststellung einer Lastzuggeschwindigkeit größer oder gleich einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit auf. Erfindungsgemäß überführt die Steuervorrichtung ein erstes Magnetventil in eine Stellung, in der der Minimal-Abstand zwischen den Fahrzeugteilen eingestellt wird, wenn die elektrischen Grenzwertschalter die Geradeausfahrstellung des Lastzuges und der weitere Grenzwertschalter die Geschwindigkeit größer oder gleich der vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit feststellt. Zudem überführt die Steuervorrichtung ein zweites Magnetventil in eine Stellung, in der der Maximal- Abstand zwischen den Fahrzeugteilen eingestellt wird, wenn wenigstens einer der beiden elektrischen Grenzwertschalter einen Lenkwinkel außerhalb der Geradeausfahrstellung feststellt und der weitere Grenzwertschalter die Geschwindigkeit größer oder gleich der vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit feststellt.

Es ist also nur ein einziger Druckmittelzylinder vorhanden, der mit Hilfe von zwei Magnetventilen und drei Grenzwertschaltern, die sich an der Zugfahrzeuglenkung bzw. an der Anhängervorderachse bzw. am Tachometer befinden, alle Aufgaben übernimmt. Die Funktionssicherheit und die Lebensdauer der Anlage ist erhöht. Der Hub der Zugstange zum Ausfahren - also zur Verlängerung - wird bereits eingeleitet, wenn ein Lenkausschlag der Vorderachse des Zugfahrzeugs erfolgt und nicht erst, wenn bedingt durch die verhältnismäßig schwerfällige Druckmittelübertragung vom hinteren Zylinder zum vorderen Zylinder nach der DE-OS 35 04 099, nach einem gewissen Zeitablauf auch ein Lenkausschlag der Anhängervorderachse auftritt. Dadurch setzt das Ausfahren der Zugstange früher ein und für den Gesamthub steht ein größerer Zeitintervall zur Verfügung. Die mittlere Hubgeschwindigkeit kann somit geringer sein, was sich für das Fahrverhalten des Zuges günstig auswirkt.

Der Verschleiß mechanischer Teile - wie der Kurbelschwinge mit der Innenzahnrad-Ritzel-Verbindung nach der DE-OS 35 04 099 ­ wird weitgehend vermieden, weiterhin der Mindestabstand zwischen den Fahrzeugen bei Geradeausfahrt auf 400 bis 450 mm verkürzbar und eine besondere Kupplung, wie sie z. B. die DE-OS 27 21 975 zeigt, unterhalb des Rahmens nahe der Hinterachse des Zugfahrzeuges entbehrlich.

Das Ausfahren der Zugstange zur Verlängerung der Zuggabel kann infolge des zugehörigen dritten Grenzwertschalters nur erfolgen, wenn der Zug eine Mindestgeschwindigkeit fährt. Der dritte Grenzwertschalter kann z. B. auf eine Geschwindigkeit höher als 1 km/h eingestellt werden. Dadurch wird vermieden, daß im Stand oder bei zu geringer Geschwindigkeit der Anhänger beim Ausfahren der Zuggabel zurückgeschoben wird und dadurch Personen gefährdet werden können, die sich hinter dem Anhänger aufhalten. Das Einfahren der Zugstange und damit die Verkürzung der Zuggabel ist nur möglich, wenn der erste und der zweite Grenzwertschalter auf Geradeausfahrt stehen, also beide Vorderachsen - Zugwagen und Anhänger - keinen Lenkausschlag aufweisen, was ebenfalls zur Erhöhung der Sicherheit beiträgt.

Die DE-OS 27 21 975 offenbart eine Fahrzeugkupplung für die Verbindung zweier aneinanderhängbarer Fahrzeuge, von denen eines über eine Kupplungsstange mit dem anderen verbindbar ist, erwähnt also schon den Gedanken, das Einziehen bzw. Ausfahren der dort beschriebenen Kupplung durch Drehbewegung des Steuerrades des Zugwagens erfolgen zu lassen, so daß bei Geradeausfahrt die Kupplung in ihrer eingezogenen Position ist, während beim Ansteuern einer Kurve, d. h. beim Drehen des Lenkrades, die Kupplung entsprechend der Lenkbewegung ausgefahren wird. Wird das Lenkrad wieder zurück zur Mitte geführt, wird die Kupplung wieder eingezogen. Die Bewegung der Kupplung kann mittels Gebern durchgeführt werden, welche die geänderte Winkellage der Kupplungsstange gegenüber dem Zugwagen abfühlen.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind die Grenzwertschalter als induktive Annäherungsschalter ausgebildet. Dabei liegen die beiden ersten Grenzwertschalter an der Fahrzeuglenkung und am Drehgestell des Anhängers bzw. an der Anhängervorderachse im elektrischen Steuerleitungsstrang in Reihe und sind an ein 4/2 Wegeventil angeschlossen, durch welches wechselweise über Druckmittelleitungen die Kolbenflächen des Druckmittelzylinders beaufschlagbar sind.

Wesentlich ist dabei, daß die beiden Grenzwertschalter in Reihe geschaltet sind. Während der Grenzwertschalter am Drehgestell des Anhängers noch keinen Lenkausschlag aufweist, unterbricht der Grenzwertschalter am Lenkstock den Stromkreis, und das 4/2 Wegeventil schaltet auf Beaufschlagung der entgegen der Zugrichtung gerichteten Kolbenfläche des Druckmittelzylinders, so daß die Kolbenstange eingefahren und mit dieser die Zugstange ausgeschoben wird. Darauf spricht nach kurzem Zeitablauf auch der zweite Grenzwertschalter am Drehgestell des Anhängers oder an der Anhängervorderachse an. Dieser unterbricht den Stromkreis so lange, wie der Anhänger noch einen Lenkausschlag aufweist. Die Verkürzung der Zuggabel wird also erst eingeleitet, wenn beide und somit auch der zweite Grenzwertschalter auf Geradeausfahrt stehen.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Anordnung eines Ausschalters im Stromkreis von Vorteil; durch dessen Betätigung kann der Fahrer im Bedarfsfall die Verlängerung der Zuggabel durch Unterbrechung des Stromkreises einleiten, wenn der Zug in Geradeausfahrt ist. Allerdings sorgt der Grenzwertschalter am Tachometer, der ebenfalls in den Stromkreis eingeschaltet ist, dafür, daß das Ausfahren der Zuggabel nur bei einer Mindestgeschwindigkeit ausgeführt werden kann, die einstellbar ist.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung beziehen sich auf eine optische (oder auch zusätzliche akustische) Signaleinrichtung, mittels welcher der Fahrer die jeweilige Betriebsstellung der Zugstange kontrollieren kann. Ein weiterer Grenzschalter an der Teleskopführung wirkt als Endlagengeber der Zugstange, d. h. er spricht an, wenn sich die Zugstange in der verlängerten Stellung befindet, also die Kolbenstange ganz eingefahren ist, eine Signallampe erhält Spannung und leuchtet z. B. grün. Eine andere Signallampe z. B. rot, leuchtet, wenn der Druckmittelvorrat zu gering und die Druckmittelversorgung gefährdet oder der Strom ausgefallen ist. Bei einem derartigen Ausfall wird der Stromkreis zum 4/2 Wegeventil ebenfalls stromlos und die Zugstange fährt in die verlängerte Stellung, so daß keine Gefährdung eintreten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung wie­ dergegebener bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anhängerdeichsel eines Lastzuges;

Fig. 2 die Anhängerdeichsel gemäß Fig. 1 in Draufsicht sowie gestrichelt angedeutet bei größter Verlän­ gerung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild.

Ein aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter darge­ stellter Lastzug besteht aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, die beide mittels einer Anhängerdeichsel 10 ver­ bunden sind.

Die Anhängerdeichsel 10 weist gemäß Fig. 1, 2 eine Zugstange 11 auf, die an ihrem in Fahrtrichtung x vorderen freien Ende mit einer Zugöse 12 ausgestattet sowie in einer Teleskopführung 13 längsverschiebbar geführt ist. Letztere ist mit der Anhängerdeichsel 10 an deren Gabelwurzel 14 verbunden, von welcher aus - die Schenkel eines Dreiecks beschreibende - Gabelteile 15 nach rückwärts verlaufen und in Gabellagern 16 enden. Eine weitere Abstützung jener Teleskopführung 13 wird durch Querverstärkungen 18 erreicht.

Unterhalb der rohrartigen Teleskopführung 13 verläuft ein Druckmittelzylinder 19, dessen Kolbenstange 20 über ein La­ gerstück 17 mit dem hinteren Ende der Zugstange 11 verbunden ist.

In Fig. 2 links ist gestrichelt das freie Ende der Zugstange 11 in ausgeschobener Stellung dargestellt, wenn die Anhängerdeichsel 10 maximal verlängert ist.

Auch in Fig. 3 ist die Anhängerdeichsel 6 schematisch dar­ gestellt. Mittels hier nicht näher wiedergebener Lager ist die Anhängerdeichsel oder Zuggabel 10 an einem Anhängerdrehgestell 24 angelenkt.

Ein strichpunktiert angedeutetes Lenkrad 21 wirkt auf einen Lenkstockhebel 22. Bei Geradeausfahrt nimmt der Lenkstock­ hebel 22 die dargestellte Lage ein, und in dieser Stellung ist ein induktiver Grenzwert- oder Annäherungsschalter 23 erregt, so daß ein Stromkreis - gebildet durch Leitungen 41, 42, 43 eines nicht dargestellten 4/2-Wegeventils - geschlossen ist, da bei in Geradeausfahrt stehendem Anhängerdrehgestell 24 auch ein an diesem befindlicher zweiter induktiver Grenzwert- oder Annäherungsschalter 25 erregt ist.

Eine Unterbrechungsmöglichkeit dieses Stromkreises 41, 42, 43 bestünde dann, wenn ein im Führerhaus befindlicher Aus­ schalter 28 ausgeschaltet wäre. In diesem Fall würde der Stromkreis unterbrochen. Der Stromkreis 41, 42, 43 ist ferner unterbrochen, wenn ein Grenzwertgeber am Tachometer des Fahrzeuges wegen höherer Fahrgeschwindigkeit - als eingestellt - auf Unterbrechnung steht.

Da der Ausschalter 28 in der dargestellten Situation nicht ausgeschaltet ist und keine höhere Geschwindigkeit als die eingestellte Geschwindigkeit vorliegt, ist der Stromkreis nicht unterbrochen und das 4/2-Wegeventil steht so, daß eine Druckmittelleitung 35 von einer Druckmittelpumpe be­ aufschlagt und die nicht dargestellte Kolbenstange in die rückwärtige Lage verschoben wird, so daß sich die mit ihr gekuppelte Zugstange 11 mit der Zugöse 12 in der zurückgezogenen Stellung befindet, bei welcher die Anhängerdeichsel 10 die kürzeste Länge aufweist.

Wird der Ausschalter 28 betätigt, so wird der Stromkreis, dargestellt durch die Leitungen 41, 42, 43 zum 4/2-Wegeventil unterbrochen, so daß dieses die Druckmittelleitung 35 sperrt und eine Druckmittelleitung 34 öffnet. Dadurch wird der Kolben in umgekehrter Richtung beaufschlagt und die Kolbenstange in den Druckmittelzylinder eingezogen. Die mit ihr gekuppelte Zugstange 11 fährt somit nach vorne heraus, und ein induktiver Annäherungsschalter als Endlagengeber 29 wird erregt, so daß über eine Signalleitung 46 eine Si­ gnallampe 51 (grün) leuchtet und die ausgefahrene Stellung der Anhängerdeichsel 10 anzeigt.

Auch die Unterbrechnung des Stromkreises der Leitungen 41, 42, 43 kehrt zu dieser Wirkung, wenn wegen höherer Fahrgeschwindigkeit des Lastzuges der Grenzwertgeber am Tachometer anspricht.

Bei dem Fahrzeug steht eine Druckmittelpumpe mit einem Vorratsbehälter in Verbindung. Wenn zum Verstellen der Kolbenstange 20 Hydraulikflüssigkeit nicht benötigt wird, arbeitet die Druckmittelpumpe - nicht dargestellt - in bekannter Weise im Nullhub.

Im Vorratsbehälter ist ein Niveaumelder angeordnet, der bei Druckmittelausfall eine Warnlampe (rot) aufleuchten läßt.

Der Druckmittelantrieb der Zuggabelverstellung kann somit prinzipiell mit drei unterschiedlichen Systemen arbeiten. Es kann entweder eine fördermengenverstellbare Druckmittel­ pumpe oder eine starre Pumpe (Zahnradpumpe) verwendet wer­ den. Im erstgenannten Fall arbeitet bei geschlossenem Ven­ til die Pumpe im Nullhub, im zweiten Fall im Umlauf. In beiden Fällen wird durch die Pumpe im Dauerbetrieb Wärme erzeugt. In Abwandlung hiervon besteht bei Verwendung einer Tandempumpe und in Verbindung mit einem Druckmittelspeicher die Möglichkeit, diese im Ruhezustand von ihrem Antrieb zu entkoppeln, weil bei erforderlicher Zuggabelverstellung die Kolbenbeaufschlagung sofort aus dem Druckspeicher erfolgt und zugleich die Pumpen eingekuppelt werden, so daß diese ebenfalls die Druckmittelversorgung übernehmen.

Bezugszeichenliste

10 Anhängerdeichsel
11 Zugstange
12 Zugöse
13 Teleskopführung
14 Gabelwurzel
15 Gabelteile
16 Gabellager
17 Lagerstück
18 Querverstärkung
19 Druckmittelzylinder
20 Kolbenstange v. 19
21 Lenkrad
22 Lenkstockhebel
23 Grenzwertschalter an 22
24 Anhängerdrehgestell
25 Grenzwertschalter an 24
27 Grenzwertschalter an 26
28 Ausschalter
29 Endlagergeber
31 Vorratsbehälter
34 Druckmittelleitung
35 Druckmittelleitung
41 Leitung zu 25
42 Leitung zu 23   (Stromkreis: 41/42/43)
43 Leitung zu 28
46 Signalleitung
51 Signallampe (grün)
x = Fahrtrichtung

Claims (11)

1. Kurzkuppelvorrichtung zur Veränderung des Abstandes zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger eines Lastzuges von einem Minimalabstand bei gestrecktem Lastzug bis zu einem Maximalabstand bei Kurvenfahrt, mit einer in Führungen der Anhängerdeichsel teleskopisch aus- und einfahrbaren Zugstange, die durch einen unterhalb der Anhängerdeichsel angeordneten doppeltwirkenden Druckmittelzylinder lageveränderbar ist und mit einer Steuervorrichtung zur Beaufschlagung des Druckmittelzylinders mit mit der Kolbenstange (20) des Druckmittelzylinders (19) verbunden ist,
daß die Steuervorrichtung je einen elektrischen Grenzwertschalter (23; 25) an der Zugfahrzeuglenkung (21, 22) und an dem Anhängerdrehgestell (25) zur Feststellung eines Lenkwinkels außerhalb der Geradeausfahrstellung sowie einen weiteren Grenzwert­ schalter an dem Tachometer zur Feststellung einer Lastzuggeschwindigkeit größer oder gleich einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit aufweist,
daß die Steuervorrichtung ein erstes Magnetventil in eine Stellung überführt, in der der Minimal-Abstand zwischen den Fahrzeugteilen eingestellt wird, wenn die elektrischen Grenzwertschalter (23; 25) die Geradeausfahrstellung des Lastzuges und der weitere Grenzwertschalter die Geschwindigkeit größer oder gleich der vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit feststellt, und
daß die Steuervorrichtung ein zweites Magnetventil in eine Stellung überführt, in der der Maximalabstand zwischen den Fahrzeugteilen eingestellt wird, wenn wenigstens einer der beiden elektrischen Grenzwertschalter (23 oder 25) einen Lenkwinkel außerhalb der Geradeausfahrstellung feststellt und der weitere Grenzwertschalter die Geschwindigkeit größer oder gleich der vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit feststellt.

2. Kurzkuppelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grenzwertschalter (23, 25) induktive Annäherungsschalter sind.

3. Kurzkuppelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein Magnet­ ventil aufweist.

4. Kurzkuppelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Magnetventil als ein einziges 4/2 Wegeventil ausgebildet ist.

5. Kurzkuppelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschalter (23) am Lenkstockhebel (22) angeordnet ist.

6. Kurzkuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grenzwertschalter (25) am Anhängerdrehgestell (24) im Steuerleitungsstrang (41, 42, 43) des 4/2 Wege-Ventils in Reihe liegt, durch welches wechselweise über Druckmittelleitungen (34, 35) die Kolbenflächen des Druckmittelzylinders (15) beaufschlagbar sind.

7. Kurzkuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Grenzwertschalter (23, 25) durch einen Ausschalter überbrückbar sind.

8. Kurzkuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endlagengeber der Zugstange (11) an der Teleskopführung (13) angeordnet ist und über eine Signalleitung (46) mit einer vorzugsweise grünen Signallampe (51) in Verbindung steht.

9. Kurzkuppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel- Vorratsbehälter für das Druckmedium mit einem Niveaumelder versehen und dieser durch eine Meldeleitung mit einer vorzugsweise roten Signallampe verbunden ist.

10. Kurzkuppelvorrichtung nach wenigstens einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittelpumpe eine Zahnradpumpe dient, an deren Zu­ leitung zum 4/2 Wegeventil ein Druckmittelspeicher sowie über ein Druckbegrenzungsventil eine Druck­ mittelumlaufleitung zum Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist.

11. Kurzkuppelvorrichtung nach wenigstens einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittelpumpe eine Zahnrad-Tandempumpe dient, deren beide Pumpen mittels getrennter Leitungen an das 4/2 Wegeventil angeschlossen sind, wobei eine Abzweiglei­ tung der Druckseite einer Pumpe zu einem Druckmittel­ speicher führt und über ein Druckbegrenzungsventil an den Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist.