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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsdeichsel eines Anhängers (A)
und eines Zugfahrzeugs (B), die in der Lage ist, alle Zugprobleme vollständig zu
lösen,
insbesondere das Phänomen der
so genannten Schlingerbewegung und das Problem der Aufhängung, ohne
dass die Strukturen des Anhängers
deswegen verändert
werden müssten.
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In
herkömmlicher
Weise besteht die Deichsel als integrierender Bestandteil eines
Anhängers
aus zwei starren Stangen, die in einem Dreieck angeordnet sind,
dessen Basisteil mit dem Anhänger
und dessen Spitze über
ein Kugelgelenk mit dem Zugfahrzeug fest verbunden ist und das eine
rechtlich vorgeschriebene Auflaufbremsvorrichtung umfasst.
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Diese
Vorrichtung ist für
ein gefürchtetes Phänomen verantwortlich,
das als "Schlingerbewegung" bezeichnet wird.
Dieses wird ausgelöst
durch die seitlichen Schwingungen des Anhängers, die durch den hinteren
Vorsprung des Zugfahrzeugs hervorgerufen und erheblich verstärkt werden.
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Es
gibt verschiedene Systeme, die das Ziel verfolgen, dieses Phänomen abzuschwächen. Es gibt
insbesondere (FR 1514222A-10-05-1968 entsprechend dem Oberbegriff
des unabhängigen
Patentanspruchs) eine Deichselvorrichtung bestehend aus zwei Stangen,
die als gleichschenkliges Trapez angeordnet sind, das an den vier
Spitzen gelenkig gelagert ist und dessen kleines vorderes Basisteil
parallel zur Rückseite
der Zugmaschine verläuft
und fest damit verbunden ist, während
das große
hintere Basisteil parallel zur Vorderseite des Anhängers fixiert
bleibt, an dem es entweder fest verbunden oder durch Kugelgelenke
angelenkt ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch ihre Fähigkeit
aus, die Gelenkverbindung der beteiligten Fahrzeuge virtuell auf
die Senkrechte der Hinterachse des Zugfahrzeugs zu übertragen
und damit den inkriminierten Überstand zu
neutralisieren. Andere Systeme haben diese Vorrichtung durch den
Einsatz von Blattfedern anstelle der Stangen verbessert, um die
senkrechten Ausschläge
im Bereich des Kugelgelenks zu verringern, die dem Komfort, der
Sicherheit und der Unversehrtheit der Fahrzeuge sehr abträglich sind.
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Diese
Systeme weisen jedoch den großen Nachteil
auf, dass sie den Lenkradius des Anhängers verringern, wobei durch
Verengung der Kurvenbahn die Gefahr eines Anstoßens erhöht wird.
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Es
gibt ansonsten Vorrichtungen, die in der Lage sind, diesen wesentlichen
Nachteil auszugleichen. Gemeinsam ist ihnen in verschiedener Form die
Möglichkeit,
die wie zuvor beschriebene Trapezdeichsel je nach Kurvenwinkel in
eine Dreiecksdeichsel zu verwandeln. Bei einer eine Reduzierung
der Geschwindigkeit erfordernden Kurve, die eine Schlingergefahr
ausschließt,
aber das Risiko eines Anstoßens
des Anhängers
erhöht,
wird dieser in die von der klassischen Deichsel vorgegebene Spur
zurückgeführt.
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Es
gibt auch (US 4575110A-03-1986) eine Vorrichtung, die in der Lage
ist, den rückseitigen Überstand
des Zugfahrzeugs durch einen Mechanismus zu neutralisieren, an dem
Kabel, Ketten und Riemenscheiben beteiligt sein können. Sie
besteht aus zwei trapezartig angeordneten Stangen mit kleiner vorderer
Basis und fester Verbindung mit der Rückseite des Zugfahrzeugs, wobei
das große
hintere Basisteil aus einer vom Vorderteil des Anhängers unabhängigen Stange
besteht, die auf einer senkrechten Achse schwenkbar ist und sich
auf einem Teleskoparm von hinten nach vorne verschieben kann, der als
Deichsel fungiert und vorne mit einer herkömmlichen Kupplung abschließt, die
in der Querbewegung entlang der kleinen Basis dieser Deichsel verschoben
werden kann. Der Teleskoparm ist durch ein Spannersystem fest mit
den Stangen verbunden. Diese Vorrichtung hat aber den Nachteil,
dass der Versatz des Anhängers
in der Kurve erheblich gesteigert wird, ohne ihn bei starker Krümmung reduzieren zu
können.
Andererseits ermöglicht
sie trotz der Komplexität
nicht die vorgeschriebene Auflaufbremsung (vgl. auch die 1 und 2,
die sich auf die besagten vorherigen Lösungen beziehen).
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Alle
diese Vorrichtungen weisen den verkaufshemmenden Nachteil auf, dass
die Strukturen des Anhängers
geändert
werden müssen,
um an ihre Stelle zu treten.
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Diese
Strukturen betreffen die klassische vom Hersteller installierte
Deichsel bestehend aus den beiden Stangen in starrer Dreiecksanordnung, fest
verbunden mit dem Fahrgestell des Anhängers und vorne endend mit
einem Kupplungskopf, der eine Auflaufbremsvorrichtung besitzt und
mit einem Kugelgelenk an das Zugfahrzeug angekuppelt wird. Diese
Strukturänderung
des Anhängers
erfordert außerdem
die Zustimmung des Anhängerherstellers, die
unweigerlich abgelehnt wird.
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Die
vorliegende Erfindung, die in dem separaten Patentanspruch beschrieben
ist, ermöglicht
es in insgesamt neuartiger Weise unter Verknüpfung bekannter Mittel, aber
mit unter Einschluss bedeutsamer Besonderheiten:
- 1.
einen voll wirksamen Anti-Schlingereffekt zu erzielen
- 2. diese Eigenschaft auf einen vorgegebenen Kurvenwinkel zu
begrenzen, der mit hoher Geschwindigkeit vereinbar ist, und ein
Anstoßen
des Anhängers
bei einem höheren
Kurvenwinkel infolge des daraus resultierenden starken Versatzes
des Anhängers
zu vermeiden
- 3. eine Scheraufhängung
zwischen den beiden verbundenen Fahrzeugen zu erzielen
- 4. alle Originalstrukturen des Anhängers voll und ganz beizubehalten,
insbesondere den Ausleger mit den Stangen (10), dem herkömmlichen
Kupplungskopf (27) und der vorgeschriebenen Auflaufbremsvorrichtung.
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Sie
ist für
die Ausrüstung
von Anhängern
wie Wohnwagen, Transportwagen für
Pferde, Schiffstransportern, Fahrzeugtransportern usw. bestimmt.
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Unter
analoger Bezugnahme zum Patent FR-A-2788422, das in Anbetracht des
Publikationsdatums vom 21. Juli 2000 nicht dem Stand der Technik
entspricht, und insbesondere auf die (1),
umfasst die Erfindung den Spurkorrektor (1) und den Winkelmodulator
(2).
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1.
Der Spurkorrektor (1) in Form eines gleichschenkligen Trapezes
besteht aus einem Basisteil (3) und zwei Seitenteilen (4).
Das Basisteil ist – wie
in bekannter Weise – eine
nicht verformbare Stange, die an den Enden abgewinkelt ist, um einen
Teil der Seitenteile zu bilden; am Ende ist jeweils auf einer zu
ihr parallelen gemeinsamen Achse ein Lager angeordnet. Die Seitenteile
(4) sind an den Enden abgewinkelte Drehstäbe. Die
hinteren quer verlaufenden und nach außen gerichteten abgewinkelten
Teile drehen sich so in den Lagern (5), dass keine Rotation
in einer senkrechten Achse möglich
ist; die vorderen abgewinkelten senkrechten Teile (7) drehen
sich so in den Lagern (8) der seitlichen Schubmuffen (15)
und (17), dass keine Rotation in einer waagrechten Achse möglich ist.
Der Spurkorrektor befindet sich unter oder über den Stangen (10)
der eigentlichen Deichsel, von denen er sämtliche Richtungen übernimmt und
mit denen er über
die Lager (9) in den abgewinkelten Teilen seiner Basis
zusammenwirkt. Daraus wird ersichtlich, dass der Spurkorrektor an
seinem hinteren Teil keiner Gelenkverbindung in einer senkrechten
Achse unterworfen ist; dies verleiht ihm die gewünschte Rückholfederfunktion im Bereich
des Winkelmodulators. Andererseits ist er auch nicht einer horizontalen
Achse an seinem vorderen Teil unterworfen; dies verleiht ihm eine
Federungsfunktion. Diese grundlegende Funktion ist zwar als wesentliche
Komponente im wechselseitigen dreidimensionalen Ausgleich der verbundenen
Fahrzeuge bereits bekannt. Sie wird jedoch nur in einer einzigen
Querachse ausgeübt,
wodurch die beiden Fahrzeuge im Bereich ihres gemeinsamen Kupplungspunktes
die gleichen senkrechten Schwingungen erfahren.
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2.
Der quer liegend vorne an der echten Deichsel angebrachte Winkelmodulator
(2) umfasst im gewählten
Beispiel schematisch gesehen:
- A – zwei Laufschienen
(11), die an ihren Enden parallel gehalten werden, entweder
starr durch Verbolzen oder abnehmbar vom Kupplungseisen (13)
des Zugfahrzeugs mittels einer lösbaren
automatischen Vorrichtung.
- B – Die
drei Schubmuffen (15, 16, 17) verschieben sich
auf den Laufschienen (11). Die Schubmuffen (15 und 17)
bzw. die wie zuvor definierten seitlichen Schubmuffen besitzen hinten
ein senkrechtes Lager (8), in dem der senkrechte abgewinkelte Teil
(7) der Seitenteile (4) des Spurkorrektors drehbar
gelagert ist. Die zwischen den vorgenannten und damit als mittlere
Schubmuffe platzierte Schubmuffe wirkt mit der freien Laufschiene zusammen,
während
die Schubmuffen (15 und 17) nur die andere Schiene
belegen können.
Die Schubmuffe (16) trägt
das herkömmliche
Kupplungskugelgelenk oder gegebenenfalls eine als solche fungierende
Achse, um mit der herkömmlichen
Kuppel des Kupplungskopfes des Anhängers eine gelenkige Verbindung
zu bilden. Das Kugelgelenk kann über
die Kuppel hinten durch einen Arm (18) verlängert werden,
der axial von der Deichsel des Anhängers (10) unabhängig gemacht
wird; dies geschieht durch eine Kontinuitätslösung und durch Zwischenschaltung
einer Haltefeder. Die Trennung der einzelnen Deichselelemente führt letztlich
dazu, dass die Gelenkverbindung der beiden kombinierten Fahrzeuge durch
senkrechte Scherung erfolgt, d. h. in zwei parallelen Querachsen,
was einer Gelenkverbindung in einer einzigen gemeinsamen Achse deutlich
vorzuziehen ist. In Anbetracht der tragenden Funktion der Deichsel
muss die Feder natürlich durch
ein doppeltes senkrechtes Viereck umrahmt werden, das vorne und
hinten durch parallele Querachsen angelenkt ist.
- C – Die
Verriegelung der Schubmuffen (15 und 17) (3).
Jede dieser Schubmuffen besitzt einen Riegel (27) bestehend
aus einem Hebel, der parallel durch einen Achsbolzen (20)
fest mit der Schubmuffe verbunden ist und außen in einem Haken (21)
endet, der indirekt über
ein ortsfestes Schließblech
(22) und innen durch einen Auslassbolzen (23)
fest mit den Schienen verbunden ist. Dieser ist abhängig von
einem beiderseits der Schubmuffe (16) vorstehenden Druckbolzen
(24). Eine Rückholfeder
(25) hält
den Riegel in geschlossener Stellung. Der Winkelmodulator ist so lang,
dass die Querbewegung der Schubmuffe (16) derart begrenzt
wird, dass der vorgegebene Kurvenwinkel nicht überschritten wird. Daraus wird
verständlich,
dass der Spurkorrektor bei einer Kurve unterhalb eines vorgegebenen
Winkels den Versatz des hinteren Überstands des Zugfahrzeugs
speichert und neutralisiert, wie bei einer gelenkigen Trapezdeichsel.
Dies führt
zur Translationsbewegung der Schubmuffe (16) auf den Laufschienen
(11) bis zu den durch die Position der Schubmuffen (15 und 17)
vorgegebenen Grenzen. Über
diese Grenze hinaus zwingt die Zunahme des Kurvenwinkels die entsprechende Schubmuffe,
sich auf den Laufschienen innen zu verschieben, wobei die besagte
mittlere Schubmuffe (16) mitgenommen wird. Dabei ist der
Kurvenwinkel durch den Schnittpunkt der Längsachsen des Zugfahrzeugs
und des Anhängers
definiert. Damit dies möglich
ist, muss der Spurkorrektor seine Rolle als Rückholfeder spielen, denn die
Arme des Spurkorrektors können
im Bereich der Lager (5) nicht in einer senkrechten Achse ausschwenken.
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Auch
das Verriegelungssystem muss eingreifen. Dieses System blockiert
erstens die Schubmuffen (15 und 17), solange der
Kurvenwinkel nicht erreicht ist, wobei die Schubmuffe (16)
auf der einen wie auf der anderen Seite freies Spiel hat. Es gibt zweitens
die eine oder die andere Schubmuffe frei, bei deren Kontakt die
dritte bzw. mittlere Schubmuffe (16) durch Einwirkung eines
ihrer Druckbolzen (24) auf den Riegel in Endstellung gelangt.
Auf diese Weise verringert sich jenseits eines vorgegebenen Kurvenwinkels
aufgrund der Neuzentrierung der mittleren Schubmuffe (16)
und einer der beiden anderen Schubmuffen der Versatz des Anhängers statt
sich zu erhöhen.
In einer zweiten Phase erfolgt durch die Rückholfederrolle des Spurkorrektors
die Rückführung auf
die gerade Linie.
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Zusammenfassend
zeigt sich, dass durch die vorgestellte Erfindung ein Wechselspiel
in zwei Sequenzen erzielt wird. Die erste Sequenz ist durch einen
maximalen Anti-Schlingereffekt
gekennzeichnet: hohe Geschwindigkeit – kleiner Kurvenwinkel wie
auf der Autobahn. Bei der zweiten Sequenz (geringe Geschwindigkeit – großer Kurvenwinkel)
steht nicht mehr der Anti-Schlingereffekt im Vordergrund, sondern
die Reduzierung des Platzbedarfs, um insbesondere in der Stadt ein
Anstoßen
des Anhängers zu
vermeiden.
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Festzuhalten
ist, dass die Strukturen des Anhängers,
die erfindungsgemäß beibehalten
werden können,
den Deichselausleger, den Kupplungskopf mit der Auflaufbremsvorrichtung
und das an der Schubmuffe (16) befestigte herkömmliche
Kugelgelenk betreffen. Der Riegel (27) andererseits besteht aus
einem Hebel, der an jedem Ende mit einem Haken und einem Auslassbolzen
endet.
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Ferner
ist zu beachten, dass die bekannte Deichselvorrichtung in Form eines
gleichschenkligen Trapezes, das in den Spitzen gelenkig gelagert
ist und das Schlingerphänomen
zu neutralisieren vermag, zwei elastische Arme umfasst, die hinten
entweder immobilisiert oder durch Kugelgelenke an die herkömmliche
Deichsel angelenkt sind.