DE4030095A1 - Zweischeiben-sattelkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweischeiben-Sattelkupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Bei Sattelkupplungen gibt es grundsätzlich zwei Verschluß­ arten, nämlich Haken- und Riegelverschlüsse bzw. Scheiben­ verschlüsse. Haken- und Riegelverschlüsse bestehen aus einem verdrehbaren Haken, der in geöffnetem Zustand des Verschlusses vorne offen ist und der nach dem Einfahren des Königszapfens sich verdreht und über einen mit Federn vorgespannten Riegel, der nach dem völligen Einfahren des Königzapfens durch Federentspannung nach vorne schnellt, über eine Anlagefläche am Haken diesen arretiert. Am Riegel ist eine Teilfläche angebracht, die ein begrenztes Nachstellen des Hakens erlaubt. Bei dieser Verschlußart ist das eigentliche Verschlußelement der Haken, der sich um den Hals des Königszapfens legt. Der Riegel dient der Verdrehsicherung. Diese Verschlußvariante erlaubt nur ein begrenztes Nachstellen im Verschleißbereich des Hakens, da durch den vorschnellenden Riegel der Haken nur ein Stück weiter verdreht wird und der Königszapfen gegen einen Verschleißring gedrückt wird, wobei nur in Richtung des Verschleißringes nachgestellt wird. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verschlußsystems ist es, daß dieser er­ fahrungsgemäß eine große Neigung zum Verklemmen aufweist, da die Keilschrägen am Riegel sehr groß bemessen sein müssen, um einen möglichst großen Nachstellbereich abzudecken.

Scheibenverschlüsse werden in zwei verschiedenen Bauweisen hergestellt, nämlich mit nur einer Scheibe arbeitende Verschlüsse bzw. mit zwei Scheiben arbeitende Verschlüsse.

Die mit nur einer Scheibe arbeitenden Verschlüsse arretieren den Königszapfen durch eine Verdrehung der Scheibe. Hierbei handelt es sich um einen geöffneten Ring, der um den Hals des Königszapfens verdreht wird, wobei die dazu benötigte Mechanik bei den einzelnen Herstellern sehr stark voneinander abweicht.

Bei herkömmlichen Zweischeibenverschlüssen werden die beiden Scheiben, die durch jeweils einen Bolzen fixiert sind, gegen den Königszapfen verdreht und umfassen diesen in geschlossenem Zustand im unteren Bereich der Scheiben. An den Scheiben sind entsprechend der Halsgröße des Königszapfens Ausdrehungen angebracht, so daß der Zapfen voll von den Scheiben umfaßt werden kann.

Der Zweischeibenverschluß wird durch eine außen liegende Mechanik verriegelt, die über Federspannung funktioniert. Ein oberhalb der Scheiben befindlicher U-Träger, an den Enden der Schenkel mit Teilschrägen versehen, wird über eine kleine Blechscheibe, die von einem Griff bewegt werden kann und die mit dem U-Träger verbunden ist, nach hinten gezogen, so daß sich eine mittig, vertikal über eine bolzenfixierte Feder oberhalb des U-Trägers spannt. Dies ist der geöffnete Zustand des Verschlusses, denn jetzt ist der U-Träger mit seinen Schenkeln von den zwischen den Schenkeln liegenden Scheiben weggezogen, die so beweglich sind. Wird nun der Zapfen eingefahren, so entspannt sich über eine Mechanik die Druckfeder am U-Träger und drückt diesen nach vorne und damit mit seinen Schenkeln gegen die Außenflanken der Scheiben (Scheibenhälften).

Je nachdem wieviel Vorspannung über den verdrehbaren Bolzen eingestellt wurde, drücken die Keilschrägen an den Schenkeln des U-Trägers gegen die Außenflanken der Scheiben und ermöglichen ein gewisses Nachstellen im Verschleißbereich. Die gesamte Kraft, die der Verschluß im Betrieb aufnehmen muß, wird somit einmal über die Schenkel des U-Trägers aufgenommen, sowie über zwei Verstrebungen, die außen an den Schenkeln liegen.

Hier hat eine Konstruktion schon Abhilfe geschaffen, die grundsätzlich in der deutschen Offenlegungsschrift 23 02 280 beschrieben ist. Von diesem Stand der Technik geht der Hauptanspruch aus. Allerdings sind dort die Nachstellkurven an den Innenkanten der beiden Scheibenhälften selbst ausgebil­ det, die also entsprechend geformt sind. Das Nachstell- Blockierstück ist dort als gerade, zweiarmiger Hebel ausgebil­ det. Die Praxis hat gezeigt, daß es durch diese Merkmale bei der bekannten Zweischeiben-Sattelkupplung zu einem Verklemmen und Verkeilen der Teile, nämlich des Nachstell-Blockierstücks an den beiden Nachstellkurven, kommt.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kupplung ist es, daß durch die erforderliche Breite des Nachstell-Blockierstücks die hinteren Enden der Scheibenhälften sehr weit geöffnet sind, damit beim Öffnen des Verschlusses der Schließkeil genügend Platz hat. Das schränkt die Nachstellung erheblich ein. Das Nachstell-Blockierstück hat dort auch keine zusätzli­ che Sicherung. Bei einem Ausfall seiner Funktion wird also der Königszapfen im Fahrbetrieb freigegeben. Das Sattelfahrzeug und der Sattelauflieger können sich voneinander trennen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Bereitschaftstellung zum Einkuppeln nicht automatisch beim Ausfahren des Königszap­ fens erreicht wird. Sie muß vielmehr durch einen zusätzlichen Mechanismus in Verbindung mit der Segmentbewegung ausgelöst werden. Die zusätzliche Mechanik ist ein zusätzliches Risiko und führt zu Fehlfunktionen. Dazu kommt ein hoher technischer Aufwand.

Durch die dort vorgesehene, kurze Nachstellfläche muß eine hohe exzentrische Steigung gewählt werden, was die keilende Wirkung begünstigt, d. h. der Verschluß neigt auch aus diesem Grunde zum Verklemmen. Ferner besteht die Gefahr, daß der Verschluß durch diese hohe Steigung den Verschlußkeil (Nachstell-Blockierstück) in Öffnungsrichtung verdreht, da die Kräfte vorne an den Scheiben angreifen. Der dort beschriebene Verschluß ist daher auch sicherheitstechnisch bedenklich.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der beschriebenen, bekannten Verschlüsse. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sattelkupplung vorzuschlagen, die bei Beibehaltung der Vorteile der Zweischeiben-Sattelkupplung - insbesondere Nachstellung der Scheiben und damit des Verschleißbereichs in zwei Achsen - in konstruktiv einfacher Weise eine permanente Nachstellung der Kupplung erlaubt, ohne daß es dabei zu einem Verklemmen oder Verkeilen der Teile kommt. In diesem Zusammen­ hang sei bemerkt, daß die bekannten Haken- und Riegelver­ schlüsse und auch die Einscheibenverschlüsse eine Nachstellung des Verschleißbereichs in zwei Achsen nicht erlauben, da dort nur ein Drehpunkt vorhanden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs vorgesehen.

Mit dem Erfindungsgegenstand sind insbesondere die folgenden Vorteile verbunden:

Die Kraftaufnahme erfolgt zentral im Scheibenbereich und nicht an den Scheibenaußenseiten, wodurch eine bessere Kraftaufnahme gewährleistet ist.

Der wichtigste Vorteil liegt in der permanenten Nachstellung über das Blockierstück, welches über eine Zugfeder gespannt wird - geöffneter Zustand - und dann nach dem Einfahren des Zapfens über die Mittelachse sich dreht und mit seinen Anlageflächen gegen die Anlagefläche der Scheiben drückt. Die Anlageflächen der Scheiben können auf der Oberseite oder der Unterseite der Sattelkupplung angeordnet sein.

Die Anlageflächen der Scheiben sind mittenversetzt in Einfahrrichtung des Königszapfens gesehen, so daß sich das Blockierstück mit seinen radialen Anlageflächen gegen die versetzten radialen Anlageflächen der Scheiben verklemmt.

Das System kann ohne großen Aufwand durch einen Pneumatik­ zylinder anstelle des Zughebels auf pneumatische Bedienung ausgelegt werden. Anstelle des Zughebels ist auch ein Seilzug denkbar.

Das Blockierstück kann nicht verklemmen, wie bei Keilschrägen gegeben und wie dies insbesondere beim Stand der Technik der DE-OS 23 02 280 der Fall ist.

Durch Verwendung von nur drei Teilen - Blockierstück und die beiden Nachstellkurven - kann der Verschluß sehr preisgünstig hergestellt werden.

Die verbesserte Kraftaufnahme über das Blockierstück erhöht die Verschlußsicherheit.

Falls die Segmente, wie es bevorzugt wird, lösbar mit den Scheibenhälften verbunden sind, so können die Segmente bei einem Verschleiß leicht ausgetauscht werden.

Außerdem wird es bevorzugt, wenn diejenige Lage des Nachstell- Blockierstücks, in der seine Nachstell-Blockierflächen inaktiv sind, arretiert werden kann. In dieser Lage kann dann der Königszapfen in die geöffnete Aufnahme einfahren und nach Lösung der Arretierung verschwenkt das Nachstell-Blockierstück in seine aktive Lage und übt dann seine Funktionen aus. Die Kupplung ist dann eingekuppelt.

Diese wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Zweischeiben-Sattel­ kupplung, wobei die beiden Scheibenhälften mit ihren Nachstellkurven in ihrer Grundstellung - geschlossene Stellung - dargestellt sind, und zwar ohne das Nachstell-Blockierstück und ohne Darstellung des Zugsattelzapfens;

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, wobei zusätzlich das Nachstell-Blockierstück und der in seine Aufnahme eingefahrene Zugsattelzapfen dargestellt sind in fahrbereitem Zustand;

Fig. 3 die Situation von Fig. 2 in geöffnetem Zustand der Kupplung;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht des Nachstell-Blockierstücks in Richtung des Pfeiles IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-Vl von Fig. 1;

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 mit zusätzli­ chen Betätigungselementen für das Nachstell- Blockierstück.

Die gezeigte Zweischeiben-Sattelkupplung weist eine linke Scheibenhälfte 1 und eine dazu symmetrisch aufgebaute und angeordnete, rechte Scheibenhälfte 2 auf. Die linke Scheiben­ hälfte 1 kann um einen Bolzen 3 geschwenkt werden und die rechte Scheibenhälfte um einen Bolzen 4. Einstückig oder auswechselbar mit den beiden Scheibenhälften sind Nachstell­ kurven 5 bzw. 6 verbunden, die an Segmenten 35, 36 ausgebildet sind. Außerdem ist ein Nachstell-Blockierstück 7 vorgesehen. An diesem greift ein Zughebel 8 an (vgl. insbesondere Fig. 7), der von einer Feder 9 in Richtung des Pfeiles 12 vorgespannt wird, wodurch auf das Nachstell-Blockierstück 7 eine Kraft ausgeübt wird, die dieses in Richtung des Pfeiles 13 um seine Schwenkachse 14 drehen will. Es sei erwähnt, daß die Feder 9 auch direkt an den Flügeln des Blockierstücks 7 angreifen kann, nicht notwendigerweise über den Zughebel 8.

Die Feder 9 stützt sich einerseits am Zughebel 8 ab und andererseits an einem Plattenrand 10 der Sattelkupplung. Sie wirkt als Druckfeder. Außerdem zeigt Fig. 7, daß der Zughebel 8 einen Handgriff hat, so daß er von Hand betätigt werden kann. Es sind aber auch andere Betätigungsmöglichkeiten für den Zughebel gegeben.

Ein Zugsattelzapfen 11 wird bei geöffneter Sattelkupplung (vgl. Fig. 3) in Richtung des Pfeiles 15 in die durch Ausnehmungen am vorderen Ende der beiden Scheibenhälften 1, 2 ausgebildete Aufnahme 16 für den Zugsattelzapfen 11 eingefah­ ren, bis dieser an die rückwärtigen Kanten der Aufnahme 16 anstößt, wodurch die Kupplung geschlossen wird. Diese geschlossene Lage ist beispielsweise in Fig. 1 gezeigt. Hierbei verschwenken die beiden Scheibenhälften 1, 2 um ihre Bolzen 3, 4. Die Mittellinie (Symmetrielinie) der beiden Scheibenhälften ist bei Pos. 17 angedeutet.

In der in Fig. 3 gezeigten, geöffneten Lage der Kupplung liegt das Nachstell-Blockierstück 7 mit seinem einen Flügel 18 zwischen den beiden Nachstellkurven 5, 6. In dieser inaktiven, geöffneten Lage der Kupplung liegt der andere Flügel 19 des Blockierstücks 7 an einem Anschlag 20 an.

Schließt sich die Kupplung, so gelangt die erste Blockier­ fläche 21 des Flügels 18 des Blockierstücks 7 zur Anlage an die Nachstellkurve 6. Vorzugsweise gleichzeitig gelangt die Blockierfläche 22 des Flügels 19 an die Nachstellkurve 5 der anderen Scheibenhälfte. Vgl. Fig. 2 und 7. Dadurch wird die Kupplung blockiert, d. h. die Schiebenhälften 1, 2 können um ihre Bolzen 3, 4 nicht mehr verschwenkt werden.

Fig. 1 zeigt, daß der Nachstellkurve 5 ein Radius 23 zugeord­ net ist, dessen Mittelpunkt bei Pos. 24 eingezeichnet ist.

Der Nachstellkurve 6 ist ein Radius 25 zugeordnet, dessen Mittelpunkt bei Pos. 26 eingezeichnet ist. Der Radius 24 befindet sich in Bezug auf die Schwenkachse 14 des Blockier­ stücks 7 nach vorne zur Einsteckseite hin und der Radius 26 nach hinten zur Karosserie hin versetzt. Das bedeutet, daß die Abstände zwischen der Schwenkachse 14 und den Nachstell­ kurven 5, 6 mit wachsendem Schwenkwinkel 13, ausgehend von der Nullage nach Fig. 3, kontinuierlich kleiner werden. Dadurch wird eine permanente Nachstellung der Blockierung gewähr­ leistet, wobei hinzu kommt, daß das Blockierstück 7 in Richtung des Pfeiles 13 vorgespannt wird. Ergibt sich durch den Verschleiß also eine Nachstellung, so verschwenkt das Blockierstück 7 weiter in Richtung des Pfeiles 13, der beschriebene Abstand wird kleiner und die hinteren Enden der Scheibenhälften 1, 2 werden dadurch weiter gespreizt, so daß die vorderen Enden, die ja die Aufnahme 16 definieren, weiter zugedrückt werden. Dadurch wird die permanente Nachstellung gewährleistet.

Fig. 4 zeigt auch, daß am Nachstell-Blockierstück 7 unterhalb des Flügels 19 ein weiterer Flügel oder Arm 28 vorgesehen ist, der als zusätzliche Sicherung dient, wenn der Flügel 18 oder 19 abbrechen sollte. Auch unterhalb des Flügels 18 kann ein solcher zusätzlicher Flügel vorgesehen sein.

Die Segmente 35, 36, an denen die Nachstellkurven 5, 6 ausgebildet sind, sind auf die Scheibenhälften 1, 2 aufgesetzt und definieren daher eine von der Ebene der Scheibenhälften 1, 2 getrennte Ebene parallel zu ihr. In dieser Ebene liegen auch die Blockierflächen 21, 22 des Nachstell-Blockierstücks 7. Der zusätzliche Flügel 28 des Nachstell-Blockierstücks 7 liegt dagegen in der Ebene der Scheibenhälften 1, 2, wodurch die zusätzliche Sicherung mit Hilfe dieses Flügels 28 gegeben ist.

Wenn die Segmente 35, 36 auswechselbar an den Scheibenhälften 1, 2 befestigt sind, beispielsweise dort aufgeschraubt werden, so können sie bei Verschleiß leicht ausgetauscht werden.

Dadurch können auch unterschiedliche Durchmesser des Zugsat­ telzapfens 11 ohne großen Umbau gefahren werden, indem nämlich die Segmente 35, 36 lediglich an der passenden Stelle befestigt werden. Auch können die Segmente als Verschleißteile aus höherwertigem Material gefertigt werden als die anderen Teile der Kupplung.

Die in den beiden Armen oder Flügeln 18, 19 abgewinkelte Form des Nachstell-Blockierstücks 7 verhindert ein Verkeilen und Verklemmen des Verschlusses. Dadurch ist ein leichtes Öffnen des Verschlusses mit einem Handgriff möglich, auch bei hoher Vorspannung zwischen dem Zugsattelzapfen 11 und der eigentli­ chen Sattelkupplung. Die Zugkräfte im Fahrbetrieb, die über die Bolzen 3, 4 und die Kurven 5, 6 auf die Nachstellflächen 21, 22 des Nachstell-Blockierstücks 7 einwirken, können durch die abgewinkelte Form des Nachstell-Blockierstücks 7 großflä­ chig aufgenommen und abgebaut werden.

Es sei noch erwähnt, daß der der zusätzlichen Sicherung dienende Flügel 28 sich nicht direkt unterhalb des Flügels 19 befinden muß, sondern vorzugsweise in der Ansicht von Fig. 2 in Richtung des Pfeils 13 dagegen um einen geringen Winkel versetzt. Bei ordnungsgemäßem Funktionieren der Kupplung ist ein Spalt zwischen der Außenkante des Flügels 28 und der Innenkante der Scheibenhälfte 1 vorgesehen, so daß dort keine Reibungskräfte auftreten. Der Spalt beträgt beispielsweise ein bis zwei Millimeter.

Wichtig ist außerdem, daß die Kupplung - beim Einfahren des Zugsattelzapfens in seine Aufnahme - selbsttätig schließt, sobald die Arretierung des Nachstell-Blockierstücks 7 gelöst ist. Die Federkraft verschwenkt dann nämlich das Blockierstück zwischen die Segmente 35, 36 und spreizt dadurch den hinteren Teil der Scheibenhälften 1, 2, wodurch die Aufnahme für den Zugsattelzapfen 11 geschlossen wird.

Diese automatische Einfahrbereitschaft wird durch die Anlage des Blockierstückes 7 an den Enden der aufgesetzten Nachstell­ flächen erreicht, und zwar dergestalt, daß eine der auf­ gesetzten Nachstellflächen 5, 6 einen Flügel 18, 19 des Blockierstücks im hinteren Bereich der Scheiben 1, 2 gegen die Mittenachse 14 drückt, sodaß der Handgriff 8 aus seiner Arretierung am Plattenrand gedrückt wird - bei ausgeklinktem Karabinerhaken - und so ein Einrasten des Verschlusses ermöglicht, ohne daß der Fahrer den Handgriff aus der Raste hebeln muß. Hierzu muß eine die Verrastung bildende Einkerbung am Handgriff entsprechend gestaltet werden.

Dies ist beim Stand der Technik lt. DE-OS 23 02 280 ebenfalls nicht gegeben.

Claims (6)

1. Zweischeiben-Sattelkupplung mit zwei an einem Rahmen schwenkbar gelagerten Scheibenhälften (1, 2), die von der Einfahrseite (15) eines Zugsattelzapfens (11) her gesehen zueinander geneigte Betätigungskanten haben, die sich zu einem Aufnahmeraum (16) etwa mit dem Profil des zu haltenden Querschnitts des Zugsattelzapfens (11) verbreitern, und die im Sinne einer Öffnung des Aufnah­ meraums (16) vorgespannt sind, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Aufnahmeraum (16) durch den sich an seine hinteren Kanten anlegenden Zugsattelzapfen (11) geschlossen wird, ferner mit einem zweiarmigen Nachstell- Blockierstück (7), das auf der Mittelachse (17) der Sattelkupplung in Einfahrrichtung (15) gesehen hinter den Schwenkachsen (3, 4) der Scheibenhälften (1, 2) schwenkbar angeordnet ist und das bei seiner Drehung mit Nachstell-Blockierflächen (21, 22) an Nachstellkurven (5, 6) zur Anlage gebracht werden kann, die an den beiden Scheibenhälften (1, 2) ausgebildet sind und die so geformt sind, daß der Abstand zwischen der Schwenkachse (14) des Nachstell-Blockiertücks (7) und der betreffenden Nachstellkurve (5, 6) mit wachsendem Schwenkwinkel (13) des Nachstell-Blockierstücks (7) kleiner wird, wobei vorzugsweise die beiden Nachstellkurven (5, 6) durch gleiche Radien (23, 25) definiert sind, deren Mittelpunkte (24, 26) auf der Mittelachse (17) und beidseits der Schwenkachse (14) des Nachstell- Blockierstücks (7) angeordnet sind und wobei das Nach­ stell-Blockierstück (7) in Richtung einer Schließbewegung (13) der Scheibenhälften (1, 2) im Bereich der Aufnahme (16) für den Zugsattelzapfen (11) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (18, 19) des Nachstell-Blockierstücks (7) einen stumpfen Winkel miteinander einschließen.

2. Zweischeiben-Sattelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellkurven (5, 6) an Segmenten (35, 36) ausgebildet sind, die außerhalb der Ebene der Scheibenhälften (1, 2) angeordnet sind.

3. Zweischeiben-Sattelkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (35, 36) lösbar mit den Scheibenhälften (1, 2) verbunden sind.

4. Zweischeiben-Sattelkupplung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Lage des Nachstell-Blockierstücks (7), in der seine Nachstell-Blockierflächen (21, 22) inaktiv sind, arretiert werden kann.

5. Zweischeiben-Sattelkupplung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß am Nachstell-Blockierstück (7) eine zusätzliche Sicherung in Gestalt wenigstens eines zusätzlichen Armes (28) vorgesehen ist.

6. Zweischeiben-Sattelkupplung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Arme (18, 19) des Blockier­ stücks (7) miteinander einschließen, zwischen 90° und 175° beträgt, vorzugsweise etwa 140°.