DE69202473T2

DE69202473T2 - Zugdeichsel für Anhänger.

Info

Publication number: DE69202473T2
Application number: DE69202473T
Authority: DE
Inventors: Peter Joyce; Gary J C Stead; Terence C Stead
Original assignee: Evridge Holdings Ltd
Current assignee: Evridge Holdings Ltd
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2012-01-24
Also published as: EP0497500B1; EP0497500A1; US5240273A; DE69202473D1; GB9101824D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anhänger, und insbesondere auf einen Anhänger mit mindestens zwei Achsen und von einer Art, die passend dafür ist, schwere Lasten über unwegsames Gelände zu befördern. Die Erfindung ist insbesondere auf vierrädrige starr angekupppelte Anhänger anwendbar. Die vierrädrige Anordnung hat den Vorteil, daß der Anhänger frei stehen kann, wenn er beladen wird und sie erleichtert außerdem das Festmachen an einem Zugfahrzeug.
Herkömmliche Anhänger, die dafür ausgelegt sind, von einem Kraftfahrzeug geschleppt bzw. gezogen zu werden, sind im allgemeinen an dem Zugfahrzeug mittels einer starren Zugstange festgemacht, die eine integrale Fortführung des Anhängerfahrgestells sein kann. Die Befestigung am Zugfahrzeug geschieht im allgemeinen mittels eines metallischen Ringes, der aus einem Stück mit der Zugstange ist und mit einem Haken oder Zapfen an einem Stützträger an dem Zugfahrzeug gesichert ist. Dies erlaubt in Verbindung mit der dafür ausgelegten Länge der Zugstange ein brauchbares Maß an Gelenkverbindung, insbesondere mit einem Raupenzugfahrzeug, wie zum Beispiel der M109 SP Haubitze.
Wenn ein Anhänger über unwegsames Querfeldeingelände gezogen wird, insbesondere mit Geschwindigkeit, üben rollende bzw. schlingernde und schwankende bzw. stampfende Bewegungen des Anhängers erhebliche Belastungen auf die Anhängerkupplung aus, und verursachen Verformungen, Risse und schließlich Brüche.
Dies tritt auf, weil die Zugstange sich bezüglich des Anhängers nicht auf und ab bewegen kann und der Anhänger und seine Ladung ein erhebliches, wenn auch zeitweiliges, Drehmoment auf die Zugstange ausüben.
Die DE-A-2 454 010 offenbart gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Zugstange mit vorderen und hinteren Abschnitten, wobei der vordere Abschnitt bezüglich des hinteren Abschnittes um eine horizontale Achse nach oben drehbar bzw. schwenkbar ist, um sich plötzlichen Aufwärtsbewegungen des Zugfahrzeugs anzupassen. Der Vorderabschnitt hat einen hinteren Ausleger bzw. eine hintere Verlängerung, der bzw. die sich über die Drehachse hinaus und oberhalb des hinteren Abschnittes erstreckt, und eine sich vertikal erstreckende Kompressionsfeder, die sich zwischen dieser nach hinten erstreckenden Verlängerung und dem hinteren Zugstangenabschnitt befindet, wirkt der aufwärts gerichteten Drehbewegung entgegen.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Zugstangenaufbau für einen Anhänger mit zwei oder mehr Achsen, mit einem vorderen Zugstangenabschnitt, der eine herkömmliche Abschleppeinrichtung für die Ankupplung an ein Schleppfahrzeug sowie einen hinteren Zugstangenabschnitt hat, wobei diese vorderen und hinteren Zugstangenabschnitte um eine im wesentlichen horizontale Achse gegen die Vorspannung einer Feder relativ gegeneinander drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung durch einen axial zusammendrückbaren Federaufbau bereitgestellt wird, welcher sich in Längsrichtung der Zugstangenabschnitte erstreckt und entlang dieser Richtung wirkt und welcher ein vorderes Ende hat, welches an dem vorderen Abschnitt angreift und ein hinteres Ende hat, welches an dem hinteren Abschnitt angreift, wobei der Federmechanismus sich unterhalb der Achse und versetzt zu dieser erstreckt, um einem Abwärtsschwenken des vorderen Zugstangenabschnittes relativ zu dem hinteren Abschnitt entgegenzuwirken, und um Biegespannungen, die beim Gebrauch auf die Zugstange ausgeübt werden, zu absorbieren.
Es ist mittels der vorliegenden Erfindung möglich, einen Anhänger und eine Zugstange dafür bereitzustellen, der von stabiler Konstruktion ist und der einem Abschleppen mit Geschwindigkeit in unwegsamen Gelände standhalten kann und der sanft die schwankenden Bewegungen des Anhängers relativ zu dem Zugfahrzeug absorbieren kann, um so die Spannungen zu verringern, denen die Zugstange ausgesetzt ist. Die axial zusammendrückbare Feder liegt vorzugsweise in der Gestalt eines Stapels von Tellerfedern vor, deren Anzahl verändert werden kann, um die Federspannung den Erfordernissen anzupassen. Die Federvorspannung ist vorzugsweise so eingestellt, daß sie, wenn der Anhänger nicht in Gebrauch ist, das Gewicht des vorderen Zugstangenabschnittes ausbalanciert und ihn in einer ungefähr horizontalen Lage hält, die bequem ist für das Festmachen eines Zugfahrzeuges.
Die Kompressionsfeder erstreckt sich im allgemeinen in Längsrichtung der Zugstange, vorzugsweise innerhalb eines Winkels von 100 ober- oder unterhalb der Horizontalen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Anhängers ist, der eine Zugstange gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
Figur 2 eine Aufsicht auf den Anhänger der Figur 1 ist;
Figur 3 eine Seitenansicht des Anhängers der Figuren 1 und 2 mit einer angebrachten Ladung ist;
Figur 4 eine vergrößerte Ansicht eines Details der Zugstange, wie er in der Richtung der Pfeile lV in Figur 2 zu sehen ist, ist;
Figur 5 eine vergrößerte Ansicht eines Details der Tellerfederanordnung gemäß der Erfindung ist und
Figur 6 eine schematische Seitenansicht des Anhängers beim Gebrauch in unwegsamen Gelände ist.
Gemäß den Figuren 1 und 3 hat ein vierrädriger Anhänger, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, ein Fahrgestell aus zusammengeschweißten Stahlträgern mit rechteckigem, kastenförmigen Querschnitt. Das Fahrgestell besteht aus einem rechteckigen äußeren Rahmen und einem zentralen Paar von Trägern 12 mit rechteckigem Querschnitt, die parallel zueinander verlaufen und sich vom hinteren Ende des Fahrgestells zu seinem vorderem Ende und darüber hinaus erstrecken, um einen ersten Teil der Zugstange zu bilden.
In Figur 1 ist der Anhänger mit einem Grundrahmen 11 gezeigt, um eine Last zu tragen, die sich oberhalb der Räder erstreckt. In Figur 2 ist der Anhänger ohne den Grundrahmen gezeigt, aber mit Ösen 13, 17 zum Festmachen einer Ladung, und in Figur 3 ist der Anhänger mit einer angebrachten Ladung 19 gezeigt.
Ein zweiter Teil der Zugstange wird von zwei parallelen Hohlträgern 14 gebildet, die durch ein Teil 15 miteinander verbunden sind und mittels eines horizontalen Drehzapfens 16 drehbar an die vorderen Enden 12 der Abschnitte 12 angebracht sind.
Am vorderen Ende des zweiten Abschnittes der Zugstange befindet sich eine herkömmliche Anhängerkupplung 18 und ein Handbremshebel 20, der über die Bremskabel 22, 23 wirkt, um Bremsen an den Vorderrädern 24 und Hinterrädern 25 des Anhängers zu betätigen.
Die zwei Abschnitte der Zugstange sind um die horizontale Achse, die von dem Drehzapfen 16 gebildet wird, relativ zueinander drehbar, um einiges von der vertikalen Bewegung des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug, insbesondere von schwankenden Bewegungen, abzufangen, insbesondere wenn über unebenes GElände gefahren wird. Die Drehbewegung des Vorderteils der Zugstange relativ zum hinteren Teil wird während des Gebrauchs vorzugsweise begrenzt, typischerweise auf einen Winkel zwischen 15º nach oben und 25º nach unten. Die Drehbewegung des Zugstangenteils nach oben wird durch einen Anschlag zwischen einem sich nach hinten erstreckenden Flansch 28 auf jedem der beiden Träger 14 und einem Flansch 32 am Vorderteil des Fahrgestells begrenzt.
Der Abwärtsbewegung des vorderen Abschnittes der Zugstange wird durch einen Federmechanismus entgegengewirkt, der allgemein mit 35 gekennzeichnet ist. Dies ist in näheren Einzelheiten in den Figuren 4 bis 6 gezeigt. Dieser Federmechanismus kann für die erforderliche Begrenzung der abwärts gerichteten Drehung sorgen, so daß spezielle Anschlagvorrichtungen für diesen Zweck nicht erforderlich sind. Der Federmechanismus weist einen Stapel von Tellerfedern 26 auf, die in einander entgegengesetzten Paaren auf einer zylindrischen Achse bzw. einem zylindrischen Schaft 38 angeordnet sind. Dieser Schaft erstreckt sich in etwa in der Längsrichtung der Zugstange zwischen einem Träger bzw. Halter 30 auf der Unterseite des vorderen Abschnittes der Zugstange, vor der Drehachse, und einem Träger bzw. Halter 33, der an die Unterseite des Flansches bzw. Winkeleisens 32 geschweißt ist, der an das Fahrgestell unter dem hinteren Abschnitt 12 der Zugstange, hinter der Drehachse, angeschraubt ist.
Am vorderen Ende des Schaftes 38 gibt es einen Block 40, der eine Schulter bzw. einen Anschlag bereitstellt, gegen den die vorderste Federscheibe 26 drückt. Auf der dem Anschlag gegenüberliegenden Seite hat der Block einen Kanal 42 mit halbzylindrischem Querschnitt, der einen zylindrischen Zapfen 44 aufnimmt, der auf dem Träger 30 montiert ist. Der Block 40 drückt einfach gegen diesen Zapfen und erlaubt eine relative Drehbewegung zwischen ihnen. Der Zapfen kann einfach aus dem Kanal gezogen werden, wenn der Aufbau auseinandergebaut wird.
Das entgegengesetzte Ende des Schaftes 38 greift verschiebbar in eine entsprechende zylindrische Öffnung in einem Block 46 ein, welcher in dem Halter 33 so montiert ist, daß er eine Drehbewegung um eine horizontale Achse erlaubt. Der Schaft 38 kann axial durch den Block 46 gleiten. Es gibt einen rohrförmigen Abstandshalter 39 zwischen dem Stapel von Tellerfedern 26 und dem Block 46.
Weil der Schaft 38 versetzt von der Achse des horizontalen Drehzapfens 16 angebracht ist, bewirkt eine Drehbewegung des vorderen Teils 14 der Zugstange relativ zu dem hinteren Abschnitt 12, daß der Zapfen 44 und also auch der Block 40 sich axial hin zu oder weg von dem Block 46 bewegen. Eine Abwärtsbewegung des vorderen Abschnittes 14 wird den Block 40 gegen den Block 46 bewegen, was ein Zusammendrücken der Tellerfedern 26 zwischen dem Block 40 und dem Abstandshalter 39 bewirkt, wenn der Schaft 38 axial durch den Block 46 gleitet, welcher sich wiederum im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie es in Figur 6 gezeigt ist.
Daher wird einer Abwärtsbewegung der Zugstange durch den Stapel aus Tellerfedern entgegengewirkt.
Das Federsystem 35 wird vorzugsweise axial vorgespannt, so daß der vordere Abschnitt 14 der Zugstange eine ungefähr horizontale Lage bezüglich des Anhängergestells annimmt, wenn sie nicht an einem Zugfahrzeug festgemacht ist. In dieser Lage ist der Schaft 38 ungefähr horizontal. Wenn die vordere Zugstange auf- und abschwenkt, schwenkt die Achse ebenfalls, in einem kleineren Winkel. Wenn der Anhänger auf ebenem Grund steht, befindet sich der Schaft vorzugsweise nicht mehr als 10º oberhalb oder unterhalb der Horizontalen an den Grenzen der Drehbewegung des vorderen Zugstangenabschnitts.
Der Federmechanismus 35 weist vorzugsweise 50 bis 100 einzelne Tellerfedern auf, zweckmäßigerweise ungefähr 80. Die Anzahl der Federn kann je nach den Erfordernissen variiert werden, wobei Abstandshalter bzw. -hülsen 39 mit unterschiedlicher Länge verwendet werden, abhängig von der Stärke und der Vorspannung, die von der Feder verlangt werden. Andere Typen von Federmechanismen können verwendet werden, zum Beispiel eine Schraubenfeder oder eine hydraulische Feder.
Die Zugstangenkonstruktion gemäß der Erfindung verringert erheblich die Spannungen bzw. die Belastungen, denen beim Gebrauch die starren Zugstangenabschnitte durch die Bewegung des Anhängers gegen das Zugfahrzeug ausgesetzt sind. Die vertikalen Bewegungen des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug werden zum Großteil durch die schwenkbare Verbindung zwischen den vorderen und den hinteren Abschnitten der Zugstange aufgenommen bzw. es findet durch die schwenkbare Verbindung ein Anpassung daran statt.
Figur 6 zeigt schematisch, wie die vorderen und die hinteren Abschnitte 14, 12 der Zugstange sich relativ zueinander drehen, wenn der Anhänger durch ein Zugfahrzeug 50 über unwegsames Gelände gezogen wird, wodurch allen vier Rädern des Anhängers erlaubt wird, in Kontakt mit dem Boden zu bleiben. Im Gegensatz dazu kann ein Anhänger mit einer starren Zugstange 55, wie in unterbrochenen Linien in Figur 6 gezeigt, bei irgendeiner Geschwindigkeit nicht über das gezeigte Gelände fahren, ohne das die hinteren Räder 25 den Boden verlassen, was eine erhebliche Spannung auf die Zugstange und auf die Anhängerkupplung 18 ausübt.
Der Wert des Zugstangenaufbaus der Erfindung wird besonders offensichtlich, wenn der Anhänger über sehr welliges Gelände gezogen wird, wenn der Abstand der Bodenwellen gleich oder geringer sein kann als der Achsabstand des Zugfahrzeugs, aber größer als der Abstand zwischen der Anhängerkupplung 18 und den hinteren Rädern 25 des Anhängers. Unter diesen Umständen wird die größte Belastung der Anhängerkupplung 18 auftreten, wenn sich die Anhängerkupplung am Boden einer Bodenwelle befindet und der Anhänger dazu gebracht wird, den zurückliegenden Buckel zu überwinden (siehe Figur 6). In einer solchen Situation, würde die Hebelwirkung einer starren Zugstange wie die Stange 55 außerdem eine sehr instabile Situation für den Anhänger und eine Verbiegungsbewegung des Anhängerkupplungsteils hervorrufen, die etwa dem Zwei- bis Dreifachen der Ladungslast entspräche, wodurch Scherungskräfte in der Anhängerkupplungseinheit ausgelöst würden, für die diese nicht ausgelegt ist.
Dank der Biegung der Zugstange in dieser Situation wird die Anhängerkupplungseinheit nur solchen Zugspannungen unterworfen, die sie Ihrer Auslegung nach aushalten kann.

Claims

1.Zugstangenaufbau für einen Anhänger mit zwei oder mehr Achsen, mit einem vorderen Zugstangenabschnitt (14), der eine konventionelle Abschleppeinrichtung (18) für die Ankupplung an ein Schleppfahrzeug sowie einen hinteren Zugstangenabschnitt (12) hat, wobei die vorderen und hinteren Zugstangenabschnitte um eine im wesentlichen horizontale Achse (16) gegen die Vorspannung einer Feder relativ zueinander verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet daß die federnde Vorspannung durch einen axial zusammendrückbaren Federaufbau (35) bereitgestellt wird, welcher sich in Längsrichtung der Zugstangenabschnitte erstreckt und in dieser Längsrichtung wirkt und welcher ein vorderes Ende hat, das an dem vorderen Abschnitt (14) angreift, sowie ein hinteres Ende hat, welches an dem hinteren Abschnitt (12) angreift, wobei der Federmechanismus sich unterhalb der Achse (16) und versetzt zu dieser erstreckt, um einem nach unten Schwenken des vorderen Zugstangenabschnittes (14) relativ zu dem hinteren Abschnitt (12) entgegenzuwirken und um Biegespannungen, die im Gebrauch auf die Zugstange ausgeübt werden, zu absorbieren.

2. Zugstangenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Zugstangenabschnitt (12) in einem Stück mit dem Anhänger ausgebildet ist.

3. Zugstangenaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Zugstangenabschnitt (12) als Verlängerung zumindest eines Durchzuges ausgebildet ist, welcher einen Teil des Fahrgestells (10) des Anhängers bildet, welches vordere und hintere Enden hat, wobei der Durchzug sich von dem hinteren zum vorderen Ende erstreckt und über das vordere Ende hinaus vorsteht, so daß er den hinteren Zugstangenabschnitt bildet.

4. Zugstangenaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Zugstangenabschnitt (12) durch ein Paar derartiger Durchzüge gebildet wird, welche sich parallel zueinander und im Abstand voneinander erstrecken.

5. Zugstangenaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Zugstangenabschnitt (14) ein Paar von parallelen Trägern bzw. Durchzügen aufweist, die im Abstand zueinander starr miteinander verbunden sind.

6. Zugstangenaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federmechanismus (35) entlang einer Achse wirkt, die sich von der Horizontalen um nicht mehr als 10º nach oben oder unten erstreckt.

7. Zugstangenaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zusammendrückbare Feder (35) einen Stapel von Tellerfedern (26) aufweist, welche auf einer länglichen Welle (38) montiert sind, wobei die Welle sowohl mit dem vorderen als auch mit dem hinteren Zugstangenabschnitt schwenkbar verbunden und relativ zu einem von diesen Abschnitten axial gleitbar ist.

8. Zugstangenaufbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Welle (38) mit einem Ende gleitend durch einen Block (46) hindurchläuft, der so montiert ist, daß er um eine Achse, die relativ zu einem der Zugstangenabschnitte (12) fixiert ist, schwenken kann, während das andere Ende der Welle mit einem Kanal (42) ausgebildet ist, der drehbar mit einem Zapfen (44) in Eingriff steht, der relativ zu dem anderen der Zugstangenabschnitte (14) fixiert ist.

9. Zugstangenaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federmechanismus (35) in axialer Richtung vorgespannt ist, um so den vorderen Zugstangenabschnitt (14) in eine näherungsweise horizontale Position relativ zu dem Anhänger vorzuspannen, wenn er nicht an einem Zugfahrzeug angebracht ist.

10. Zugstangenaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (28, 32) vorgesehen sind, um die relative Schwenkbewegung zwischen den Zugstangenabschnitten (12,14) auf 15º von der Horizontalen nach oben und auf 25º von der Horizontalen nach unten zu begrenzen.

11. Anhänger mit zwei oder mehr Achsen, welcher mit einem Zugstangenaufbau nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche ausgerüstet ist.