DE69101102T2 - Kupplungssystem zwischen Schlepper und einem Halbanbau-Anhänger. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungssystem zwischen einem Traktor und einem Halbanbau-Anhänger mit einer Achse, die beispielsweise in der hinteren Hälfte angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung des Kupplungssystems eines in der Landwirtschaft eingesetzten Anhängers, der von hinten beladen wird, und zwar beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Schaufel.
• Landwirtschaftliche Anhänger, sogenannte Halbanbau-Anhänger bestehen aus einem hinten offenen Kasten. Vorne haben sie ein Verteilungssystem für die im Kasten befindlichen Produkte. Eine hydraulische Schaufel ermöglicht das Beladen des Kastens. Die Schaufel ist um Arme schwenkbar, die an den Seiten des Kastens befestigt sind. Dieser Anhängertyp wird im allgemeinen mit Hilfe eines Traktors nahe an einen Silo gebracht und sogar direkt ihm gegenüberstehend. Das Steuern der Handhabungen zur Aufnahme der Produkte aus dem Silo erfolgt vom Traktor aus oder auch von einer Steuerung aus, die am Kasten vorgesehen ist.
• Das Fahren des Traktors und das Manövrieren mit derartigen Kasten, insbesondere wenn diese eine sehr große Aufnahmekapazität haben, kann aber Probleme mit sich bringen, die mit der Enge des zur Verfügung stehenden Raums in Verbindung stehen.
• Ein Kupplungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist in der DE-A-33 16 128 schon beschrieben.
• Das erfindungsgemäße Kupplungssystem ermöglicht es insbesondere, das Fahren und Monövrieren mit diesem Anhängertyp zu erleichtern, wobei insbesondere das Manövrieren in Gebäuden erleichtert wird, die teilweise sehr eng sind, insbesondere in Sackgassen. Mit der Erfindung ist es möglich, die Genauigkeit der Manöver zu verbessern, und zwar sowohl beim Fahren nach vorne wie insbesondere beim Rückwärtsfahren.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das erfindungsgemäße Kupplungssystem einen normalen Zugbetrieb, wobei die Räder des Anhängers im wesentlichen in den Spuren der Hinterräder des Traktors fahren. Der Wendekreis des Gespanns wird verbessert und das Handhaben wird insbesondere in engen Gebäuden fühlbar verbessert.
• Das erfindungsgemäße Kupplungssystem, wie dies in Patentanspruch 1 beansprucht wird, hat eine Kupplungsstange, die an dem Hebesystem des Traktors montiert ist derart, daß es um die Achse verschwenkt wird, die als sogenannte Nickachse bezeichnet wird. Dabei ist zwischen der Kupplungsstange und der Vorderseite des Anhängers eine längere Verbindungsstange vorgesehen. Die Verbindungsstange hat an ihrem einen Ende Mittel zum Verschwenken um eine Achse, die als sogenannte Schlingerachse bekannt ist. Es sind weiterhin Mittel zum Verschwenken um eine andere Achse bekannt, die als sogenannte Spitzkehrenachse bekannt ist, und die sich, abhängig vom jeweiligen Fahrmanöver, entweder am unteren mittleren Teil der Vorderseite des Anhängers befindet, nämlich bei einer Vorwärtsfahrt, oder auch an der Kupplungsstange bei einer Rückwärtsfahrt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungsstange zwei Spitzkehrenachsen auf, die, abhängig vom jeweiligen Manöver, vertauschbar oder permutierbar sind. In normalem Zugbetrieb ist die freie Spitzkehrenachse diejenige, die sich an der Vorderseite des Anhängers befindet. Bei den gegebenen Abstandsverhältnissen folgen die Räder des Anhängers im wesentlichen den Spuren der Hinterräder des Traktors. Bei Rückwärtsfahrt kann man die Spitzkehrenachse ändern, um die Länge des Maßes des Anhängers zu vergrößern. Die freigegebene Achse ist jetzt diejenige, die sich an der Kupplungsstange des Traktors befindet.
• Um dies zu bewerkstelligen, weist das Kupplungssystem Verriegelungsmittel für die eine oder die andere Spitzkehrenachse auf, wodurch eine alternative Auswahl dieser Achsen ermöglicht wird.
• Bei einer besonderen Ausführungsform bestehen die Verriegelungsmittel aus einer gleitenden Sperrklinke, die am Verbindungsarm befestigt ist, und zwar zwischen den beiden Spitzkehrenachsen. Die Sperrklinke arbeitet mit Monövriermitteln zusammen, die das Blockieren einer der Achsen und das Freisetzen der anderen Achse ermöglichen.
• Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die gleitende Sperrklinke fest mit dem Verbindungsarm verbunden und wird an der einen oder anderen Spitzkehrenachse verriegelt, wobei sie in eine Aussparung eingreift, die an Gelenkgabeln für die Achsen ausgebildet sind. Eine der Gelenkgabeln ist an der Kupplungsstange befestigt und die andere vorne am Anhänger.
• Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Gelenkgabeln, die sich vor der Klinke befinden, als Kreisbogen ausgebildet, zentriert auf der Achse der betreffenden Spitzkehrenachse. Diese Kreisbögen sind beiderseits der Aussparung vorgesehen, um das Ende der Klinke zu führen und sie bilden eine zusätzliche Sicherheit aus, indem sie bei den Manövern ein ungewolltes Lösen der Klinke verhindern, wenn das Fluchten zwischen dem Traktor und dem Anhänger nicht perfekt ist.
• Die Betätigungsmittel für die Klinke wirken erfindungsgemäß derart, daß sie automatisch in die eine oder andere der Aussparungen eingeschoben wird, wenn die betreffende Aussparung sich vor der Klinke befindet. Diese Mittel können als Hydraulikzylinder ausgebildet sein, der mit einem Akkumulator verbunden ist. Die Mittel können auch in Form eines Wählhebels ausgebildet sein, der fest mit dem Verbindungsarm verbunden ist und dessen Ende über ein Rückhaltemittel mit der Klinke in Verbindung steht, wobei das Rückhaltemittel die Form einer spiralfeder hat.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert, auf die sie aber keineswegs beschränkt ist; die Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen dienen nur zur näheren Erläuterung.
• Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Traktors mit Anhänger;
• Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Traktor mit Anhänger, und zwar einmal in fluchtender Lage der beiden Fahrzeuge und zum anderen mit einem demgegenüber seitlich versetzten Traktor, wobei die gewählte Spitzkehrenachse oder Wendeachse diejenige der normale Zugfahrt ist;
• Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht das Kupplungssystem als solches;
• Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Kupplungssystems nach Fig. 3;
• Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Betätigungsmittels für die Gleitklinke.
• Fig. 1 zeigt schematisch einen Traktor 1, an den ein Anhänger 2, ein sogenannter Halbanbau-Anhänger, angekoppelt ist. Der Anhänger kann von hinten mit Hilfe einer Schaufel 3 beladen werden, die an schwenkbaren Armen befestigt ist. Der Anhänger 2 weist eine Achse 4 aufs die sich in der hinteren Hälfte des Anhängers befindet.
• Das Kupplungssystem hat einen Verbindungsarm 5, der in der in Fig. 1 und 2 zeichnerisch dargestellten Lage sich in der Längs-Mittelebene 6 des Traktors befindet. Der Verbindungsarm 5 ist zwischen der Kupplungsstange 7 am Traktor und dem Vorderteil 8 des Anhängers 2 vorgesehen. Die Kupplungsstange 7 ist in herkömmlicher Art und Weise am Hebearm 9 des Traktors befestigt. Die Stange 7 kann um eine horizontale Achse 10 verschwenkt werden, die sich senkrecht zur vertikalen Mittelebene 6 des Traktors erstreckt. Die horizontale Achse 10 bildet die Nickachse aus.
• Der Verbindungsarm 5 hat an seinen beiden Enden eine Schwenkachse, die im wesentlichen vertikal verläuft, und die die sogenannte Spitzkehrenachse oder Wendeachse ausbildet. Die Spitzkehrenachse 11 befindet sich in der Mitte der Vorderseite 8 des Anhängers 2 und die Spitzkehrenachse 12 befindet sich an der Kupplungsstange 7. Die beiden Anlenkungen ermöglichen es, daß der Anhänger um die eine oder andere dieser beiden Achsen 11, 12 verschwenkt werden kann, und zwar abhängig von den gewünschten Manövern.
• Der gleiche Verbindungsarm 5 ist außerdem an die Kupplungsstange 7 angelenkt, und zwar um eine Achse 13, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt. In den Figuren verläuft sie in der Mittelebene 6 des Traktors. Diese Achse kann auf diverse Art und Weise zwischen dem Arm 5 und der Vorderseite 8 des Anhängers vorgesehen sein, und zwar in der Mittelebene 6' des Anhängers.
• Der Arm 5 bildet mit der Kupplungsstange 7 und den Hebearmen 9 des Traktors eine Verbindung aus, die alle Bewegungen zwischen dem Anhänger und dem Traktor erlaubt, nämlich Spitzkehren- oder Wendemanöver, Schlingerbewegungen und Nickbewegungen.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen das Kupplungssystem 7 als solches.
• Der Verbindungsarm 5 hat die Form eines Rohrstücks mit rechteckigem Querschnitt oder auch eines Kastens, der beispielsweise aus miteinander verschweißten Platten gebildet wird. Der Arm 5 hat an seinem vorderen und an seinem hinteren Ende eine vertikale Buchse 14, die mit einer Achse 15 zusammenarbeitet, die in geeigneter Art und Weise in einem Gelenkgabelsystem 16 gehalten wird, das mit dem vorderen Teil 8 des Anhängers fest verbunden ist, um die entsprechende Anlenkung zur Spitzkehrenachse 11 auszubilden bzw. zur Kupplungsstange 7, um die entsprechende Anlenkung zur Spitzkehrenachse 12 auszubilden.
• Bei der gezeigten Ausführungsform hat das vordere Ende des Arms 5, d.h. zur Seite des Traktors hin, ein Gelenkgabelsystem 16, das mit einer Achse 17 versehen ist, die sich um die Schlingerachse 13 dreht. Die Achse 17 durchquert die Kupplungsstange 7 und sie ist in einer Buchse 18 montiert, die fest mit der Kupplungsstange verbunden ist. Das vordere Ende der Achse 17 hat Mittel zum Festlegen in Form eines verstifteten Ringes 19 derart, daß der Arm 5 fest mit der Kupplungsstange 7 verbunden wird mit einem Freiheitsgrad um die Längs- Schlingerachse 13.
• Die Kupplungsstange 7 hat die Form eines länglichen Rohres oder eines länglichen Kastens mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, realisiert beispielsweise aus miteinander verschweißten Platten. Der Kasten hat in seinem mittleren Teil die Buchse 18, die zum Führen der Achse 17 dient, gelegen im vorderen Teil des Arms 5. Die Buchse 18 ist auf der Längsachse 13 zentriert, rechtwinkelig zur mittleren Längs-Nickachse 10 der Kupplungsstange ?.
• Die Kupplungsstange 7 ist im Hebearm 9 des Traktors auf herkömmliche Art und Weise montiert, d.h. in Gelenklagern 9' mit einer Drehmöglichkeit um die Nickachse 10. Dadurch wird eine Bewegungsfreiheit bei Oszillationen der Kupplungsstange erhalten, beruhend auf Bodenunebenheiten oder auch bei besonderen Manövern.
• Die Länge des Verbindungsarms 5 kann zwischen etwa 0,5 und 1,5 m betragen. Die Länge muß mit den Abmessungen der Vorrichtungen kompatibel sein dergestalt, daß ein Wendekreis ausgebildet wird, der für das so gebildete Gespann ausreicht. Ähnliche Anordnungen können an jedem Ende des Arms 5 vorgesehen sein, wodurch der Arm zwei Verschwenkmöglichkeiten bzw. -freiheitsgrade um die vertikalen Spitzkehrenachsen 11 und 12 erhält, die vorstehend erläutert wurden. Eine einzige dieser Anlenkungen 11, 12 wird benutzt und zwar abhängig von den gewünschten Manövern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat also Mittel zum Verriegeln der einen oder der anderen der Spitzkehrenachsen 11, 12, wodurch eine alternative Wahl dieser Achsen möglich ist.
• Bei der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Ausführungsform bestehen die Verriegelungsmittel aus einer gleitenden Klinke 20 in Form einer Metallstange, die am Verbindungsarm 5 in zwei Führungen 21 befestigt ist. Die Klinke 20 ist zwischen den beiden Spitzkehrenachsen 11 und 12 montiert. Sie kann sich gleitend in Aussparungen 22 einlegen, die in den Gelenkgabeln 16 vorgesehen sind, die an den Enden des Arms 5 vorgesehen sind.
• Das Eingreifen der Klinke 20 in die Aussparung 22 ermöglicht es, die betreffende Spitzkehrenachse zu blockieren. Die Länge der Klinke 20 ist derart, daß, wenn sie einmal in eine der Aussparungen 22 eingreift, sie die homologe oder andere Aussparung 22 vollständig freigibt.
• Die Position der Klinke 20 ermöglicht es somit, abhängig von dem jeweiligen Manöver die betreffenden Spitzkehrenachse 11 oder 12 auszuwählen.
• Das Betätigen der Klinke 20 erfolgt, wenn die Mittelebene des Traktors diejenige des Anhängers ist, so daß beide Mittelebenen miteinander fluchten. Dies ist also der Fall, wenn die homologen Ausnehmungen 22 sich einander gegenüber befinden. Im geteiligen Fall verhindert die besondere Form der Gelenkgabeln 16, die beidseits der Aussparungen 22 kreisbogenförmig sind, jedwedes Entriegeln. Diese Kreisbögen sind auf den entsprechenden Spitzkehrenachsen 11, 12 zentriert. Sie befinden sich beidseits der Aussparung 22.
• Das Betätigen der Klinke 20 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsform für diese Betätigungsmittel. Diese Mittel bestehen hier aus einem Wählhebel 23, der bei Pos. 24 am mittleren Teil des Armes 5 angelenkt ist und der an seinem anderen Ende einen Griff 25 hat. Das Ende des Hebels 23 entsprechend dem Griff 25 ist an der Klinke 20 über ein Rückholmittel verbunden, nämlich über eine Spiralfeder 26. Zwei Anschläge 27 ermöglichen es, den Betätigungsabschnitt des Hebels 23 zu begrenzen. Die Anschläge sind so angeordnet, daß sie ein automatisches Verriegeln der Lage des Hebels unter der Einwirkung der Feder 26 ermöglichen, die zwischen der Klinke 20 und dem Griff 25 gespannt ist.
• Die Tatsache, daß der Hebel 23 um seine Anlenkachse 24 verschwenkbar ist, ermöglicht es, auf die Klinke 20 mit Hilfe der Feder 26 einen Zug auszuüben, und zwar in demselben Sinn wie das Verschieben des Hebels 23. Fig. 4 zeigt die Verschieberichtung 27' der Klinke 20, die durch eine Bewegung des Hebels 23 realisiert wird, wie durch den Pfeil 28 angedeutet. Unter der Einwirkung der Feder 26 begibt sich die Klinke 20 automatisch in ihre Lage in der Aussparung 22, sobald der Traktor und der Anhänger miteinander fluchten. Dies erfolgt schnell und präzise.
• Fig. 5 zeigt schematisch eine andere Möglichkeit zum Betätigen der Klinke 20. Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Verschieben der Klinke 20 in ihren gleitenden Führungen 21, die fest sind, und die ferngesteuert werden, und zwar über einen Hydraulikzylinder 29, der vorzugsweise an einen Akkumulator 30 angeschlossen ist, der es ermöglicht, die Bewegung der Klinke zu verzögern, wenn der Traktor und der Anhänger nicht richtig zueinander fluchten. Es sind auch andere Ausführungsformen hierfür möglich, und zwar vom mechanischen Typ oder auch mit Hilfe von elektromagnetischen Mitteln.
• In Fig. 2 ist dargestellt, daß der Traktor den Anhänger in Normallage zieht. Fig. 2 zeigt auch eine winkelige Position des Traktors in Bezug auf den Anhänger.
• In diesem Fall ist die Vorderachse 12 mit Hilfe der Klinke 20 verriegelt und die vertikale hintere Achse 11 übernimmt die Wende- oder Spitzkehrenachse. Der Arm 5 befindet sich also dauernd in der Mittenebene 6 des Traktors. Er bildet ein T mit der Kupplungsstange 7. In dieser Figur ist dargestellt, daß die Spitzkehrenachse 11 des Verbindungsarms 5 an der Vorderseite des Anhängers sich im wesentlichen in der Schnittebene 31 befindet, die die Achse 32 der Hinterräder des Traktors mit der Achse 33 der Räder des Anhängers 2 bildet. Diese konstruktive Anordnung ermöglicht es, daß die Räder des Anhängers 2 im wesentlichen in den Spuren der Hinterräder des Traktors fahren, wodurch die Manöver bei diesem Zug sehr stark erleichtert werden. Das Verhältnis zwischen den Abständen, die die Achse 11 von der Achse 32 einerseits trennen und andererseits von der Achse 33 liegt nahe bei 1, nämlich zwischen etwa 0,75 und 1,25.
• In der normalen Zuglage erstreckt sich der Arm 5 im wesentlichen horizontal, und zwar in der Verlängerung des Hebearms 5 des Traktors.
• Wenn man die Rückwärtsfahrt erleichtern will und insbesondere bestimmte Manöver bei der Rückwärtsfahrt, so wird das Maß des Anhängers verlängert, d.h. der Abstand zwischen der Spitzkehrenachse und der Achse 33 der Räder des Anhängers. Dies erfolgt dadurch, daß die Mittelachsen des Traktors und des Anhängers zum Fluchten gebracht werden, und indem die Klinke 20 nach hinten verschoben wird, um die Achse 11 zu verriegeln und um die Achse 12 freizugeben.
• Diese ganz einfache Betätigung ermöglicht es, sehr stark die betreffenden Fahrmanöver bei der Rückwärtsfahrt zu erleichtern und insbesondere die jeweils anzufahrende Position des Anhängers in einer engen Umgebung.
• Die in den Patentansprüchen vorgesehenen Bezugsziffern haben den einzigen Zweck, das Verständnis der Patentansprüche zu erleichtern; in keiner Weise wird dadurch der Schutzumfang der Patentansprüche beschränkt.

Claims (10)

1. Kupplungssystem zwischen einem Traktor und einem Halbanbau-Anhänger mit einem Verbindungsarm (5) zwischen dem Anhänger und einer Kupplungsstange (7), die auf den Hebearmen (9) des Traktors gelenkig befestigt ist, wobei der Arm (5) Gelenkmittel um eine Schlingerachse sowie um eine Spitzkehrenachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkmittel um eine Spitzkehrenachse vorgesehen ist, das wahlweise abhängig vom Rangieren entweder am unteren, mittleren Teil der Vorderseite (8) des Anhängers oder an der Kupplungsstange (7) vorgesehen sein dann.

2. Kupplungssystell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsarm (5) vorgesehen ist, der an seinen beiden Enden eine Achse (15) aufweist, die in einem Gelenkgabelsystem (16) montiert ist, das sich an der Vorderseite (ß) des Anhängers befindet, um die Spitzkehrenachse (11) auszubilden, und an der Kupplungsstange (7), um die Spitzkehrenachse (12) auszubilden.

3. Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (5) an einem seiner beiden Enden Gelenkmittel um eine Schlingerachse (13) aufweist, die im wesentlichen horizontal verläuft und die sich in der Längs-Mittelebene befindet, und zwar entweder des Traktors oder des Anhängers.

4. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitzkehrenachse (11) am mittleren, unteren Teil der Vorderseite (8) des Anhängers vorgesehen ist, wobei das Verhältnis der Abstände zur Achse (32) der Hinterachse des Traktors einerseits und der Achse (33) der Anhängerachse andererseits nahe 1 ist und etwa zwischen 0,75 und 1,25 liegt.

5. Kupplungssysteit nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Verriegeln der einen oder anderen Spitzkehrenachse (11, 12) vorgesehen sind, die eine alternative Auswahl oder Permutation dieser Achsen ermöglichen.

6. Kupplungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel aus einer gleitenden Klinke (20) bestehen, die an dem Arm (5) befestigt wird, und zwar zwischen den beiden Spitzkehrenachsen (11, 12), wobei die Klinke (20) mit Betätigungsmitteln verbunden ist, die ein Blockieren einer der Achsen (11, 12) ermöglichen, sowie die Freisetzung der homologen Achse (11, 12).

7. Kupplungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitklinke (20) mit dem Verbindungsarm (5) fest verbunden ist und die eine oder andere Spitzkehrenachse (11, 12) dadurch verriegelt, daß sie in eine Aussparung (22) eingreift, die an den einerseits mit den Kupplungsstangen (7) und andererseits mit der Vorderseite (3) des Anhängers fest verbundenen. Gelenkgabeln (16) zum Halten der Achsen (15) ausgebilden ist.

8. Kupplungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Aussparung (22) das Profil der Gelenkgabeln (16) als Kreisbogen ausgebildet ist derart, daß die Auswahl der Klinke (20) bei einem auch nur leichten Nichtfluchten der mittleren Achsen des Traktors und des Anhängers beibehalten bleibt.

9. Kupplungssystem nach einem der Anspruche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet daß Mittel zum Betätigen der Klinke (20) vorgesehen sind, die aus einem Wählhebel (23) bestehen, der fest mit dem Arm (5) verbunden ist und der daran angelenkt ist, und dessen anderes Ende mit der Klinke (20) über ein Rückholmittel vom Typ einer Spiralfeder (26) verbunden ist, die die Klinke selbsttätig und ad hoc in die Aussparung verschiebt, wenn die Aussparung in Position ist.

10. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur automatischen Betätigung der Klinke (20) vorgesehen sind, die aus einem Hydraulikzylinder (29) bestehen, der mit einem Akkumulator (30) verbunden ist derart, daß die Klinke automatisch und ad hoc in die Aussparung bewegt wird, sobald die Aussparung in Position ist.