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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeuganhänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeuggespann und ein Verfahren zum Einstellen eines Abstandes eines Zugverbindungspunktes des Fahrzeuganhängers bis zu einer Anhängerachse des Fahrzeuganhängers.
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Fahrzeuggespanne, die ein Zugfahrzeug sowie ein daran gekoppeltes Anhängerfahrzeug aufweisen, sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt, wie z.B. als Sattelzug-Kombination. Allen Fahrzeuggespannen ist gemeinsam, dass ein motorisiertes Zugfahrzeug mechanisch mit einem Fahrzeuganhänger verbunden ist, um den Anhänger ziehen sowie an- und abzukuppeln zu können. Derartige Fahrzeuganhänger können somit als Transportmittel sowie auch als temporäre Lagerstätten dienen und erhöhen die Einsatzmöglichkeiten der dafür zu nutzenden Zugfahrzeuge.
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Zugfahrzeuge sowie auch Anhänger weisen jeweils zulässige Achslasten auf, die aus Sicherheitsgründen nicht zu überschreiten sind. Ein Problem beim Betrieb der bekannten Fahrzeuganhänger bzw. Fahrzeuggespanne stellt dar, dass es bei ungünstiger Lastverteilung gegebenenfalls zu einer Überlast einer oder mehrerer Achsen des Fahrzeuganhängers und / oder Zugfahrzeuges kommen kann, wobei die jeweils andere Achse oder Achsen ggf. nicht bis zu ihrer Zulässigkeit ausgelastet werden. Neben einem unzulässigen Betrieb des Gespanns führt eine derartige Lastverteilung weiterhin zu suboptimalen Bedingungen des Fahrbetriebes und gegebenenfalls zu einer Unterschreitung der zulässigen Gesamtlast, sodass der Fahrzeuganhänger bzw. das gesamte Gespann wirtschaftlich nicht optimal betrieben wird. Zudem kann sich insbesondere bei Leerfahrten die sich durch den leeren aufgesattelten Fahrzeuganhänger ergebende Lastverringerung an der Antriebsachse des Zugfahrzeugs durch mangelnde Traktion des Zugfahrzeuges ungünstig auswirken.
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Zur Behebung dieser Mängel existieren Fahrzeuganhänger, bei denen der Achsabstand zwischen dem Zugfahrzeug sowie dem Fahrzeuganhänger stufenweise durch mechanische Fixierung mittels Bolzen einstellbar ist. Eine derartige Verstellung in verschiedene zu fixierende Positionen ist jedoch nur mit relativ hohem Aufwand umsetzbar und zudem zeitaufwändig, sodass eine erforderliche Anpassung an kurzzeitig bestehende Veränderungen von Achslastverteilungen mit derartigen Einrichtungen üblicherweise nicht vorgenommen wird. Zudem müssen die eine solche Einstellung vornehmenden Personen über eine besondere Befähigung bzw. Kenntnis verfügen. Daneben besteht aufgrund der Verwendung relativ vieler mechanischer Komponenten der Nachteil der Entstehung von Klappergeräuschen.
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Die
DE 696 10 901 T2 offenbart einen Anhänger mit verschiebbarem Radgestell, und insbesondere einen Skelettanhänger für Lastkraftwagen zum Transportieren von Containerlasten und ausziehbare Tiefladeanhänger. Der Fahrzeuganhänger umfasst einen Zugverbindungspunkt sowie wenigstens eine Anhängerachse und eine Feststelleinrichtung, mit der der Abstand des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Anhängerachse in unterschiedlichen Positionen zwecks Einstellung des Abstandes zwischen einem den Fahrzeuganhänger ziehenden Zugfahrzeug und der Anhängerachse des Fahrzeuganhängers feststellbar ist, wobei der Fahrzeuganhänger eine Führungseinrichtung aufweist zur Ermöglichung einer geführten translatorischen Relativbewegung zwischen dem Zugverbindungspunkt und der Anhängerachse.
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Die
US 3 254 903 A lehrt einen Anhänger, bei dem ein Abstand zwischen einer Anhängerachse und einem Zugverbindungspunkt stufenlos bzw. mit sehr kleinen Abstufungen mittels einer Zahnstangen-Fixierung einstellbar ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeuganhänger, ein Fahrzeuggespann sowie ein Verfahren zur Einstellung eines Abstandes von einem Zugverbindungspunkt des Fahrzeuganhängers bis zu einer Anhängerachse zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher, zeitsparender und kostengünstiger Weise eine Verstellung des Abstandes zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse des Fahrzeuganhängers realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit dem Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dem Fahrzeuggespann nach Anspruch 6 und dem Verfahren zur Einstellung eines Abstandes von einem Zugverbindungspunkt des Fahrzeuganhängers bis zu einer Anhängerachse nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeuganhängers sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Der Fahrzeuganhänger umfasst einen Zugverbindungspunkt als Bestandteil einer zugverbindenden Einrichtung, wie z.B. eine Zugöse oder einen Königszapfen, der an eine Anhänger- bzw. Sattelkupplung eines Zugfahrzeugs zu koppeln ist. Des Weiteren umfasst der Fahrzeuganhänger wenigstens eine Anhängerachse und eine Feststelleinrichtung, mit der der Abstand zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse in unterschiedlichen Positionen zwecks Einstellung des Abstandes zwischen einem dem Fahrzeuganhänger ziehenden Zugfahrzeug und der Achse des Fahrzeuganhängers feststellbar bzw. fixierbar ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Fahrzeuganhänger wenigstens eine Führungseinrichtung aufweist zur Ermöglichung einer geführten translatorischen Relativbewegung zwischen dem Zugverbindungspunkt und der Anhängerachse. Mit der Achse ist eine Fahrzeugachse gemeint im Sinne einer imaginären Achse entlang der Drehachsen eines jeweiligen Räderpaares, welche z.B. durch zwei miteinander fluchtende Achsstummel ausgebildet ist. Diese Achse kann jedoch auch eine körperlich vorhandene Anhängerachse sein, die Räder und Reifen über Radnaben aufnimmt. Die Einstellung des Abstandes zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse ist vorzugsweise stufenlos möglich.
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Der Fahrzeuganhänger kann insbesondere ein Sattel-, ein Starrdeichsel- oder ein Zentralachsenanhänger sein. Der Zugverbindungspunkt, der zur Definition des Abstandes zur Anhängerachse dient, ist vorzugsweise fest mit einem Hauptrahmen des Anhängers verbunden. Die geführte translatorische Relativbewegung soll vorzugweise über einem Weg von mehr als 1000 mm möglich sein, insbesondere in einem Bereich von 1000 mm bis 1500 mm. Durch die Ausführung der Relativbewegung zwischen dem Zugverbindungspunkt und der Anhängerachse entsteht somit auch eine Relativbewegung zwischen Elementen des Anhängers, die fest mit dem Zugverbindungspunkt verbunden sind, wie z.B. mit dem Hauptrahmen und daran angeordneten Kästen, und Elementen des Anhängers, die fest mit der Anhängerachse verbunden sind, wie z. B. Teile der Bremsanlage und die Radabdeckung.
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Durch die erfindungsgemäße Führungseinrichtung sind optimale Verteilungen der Leer- und Nutzlasten des Fahrzeuganhängers möglich, die sich auch auf das Zugfahrzeug positiv auswirken. Dadurch lässt sich das Fahrverhalten, das Traktionsverhalten, der Kurvenlauf und das Rangierverhalten des Gespanns optimal gestalten. Des Weiteren lässt sich sicherstellen, dass keine Nutzlast verloren geht, da eine Aufrechnung einer überlasteten Achse gegenüber einer nicht ausgelasteten Achse unzulässig ist und mit der Einstellung des Abstandes das Gewicht optimal verteilen lässt, so dass es zu keiner Überlast kommt. Das bedeutet, dass die Erfindung einen wirtschaftlicheren und umweltfreundlicheren Transport von Gütern ermöglicht. Zudem ist keine spezielle Berufskraftfahrer-Qualifikation erforderlich, um die Achsabstandsverstellung vorzunehmen. Des Weiteren ist die Einstellung des Abstandes zwischen den Achsen des Zugfahrzeuges und den Achsen des Anhängers von einer Bedienperson -üblicherweise dem Fahrer- möglich, ohne dass diese dafür das Fahrerhaus verlassen muss.
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Die Führungseinrichtung ist als eine Wälzkörperführung -insbesondere als eine Rollenführung- ausgeführt, wobei eine Schiene der Wälzkörperführung fest mit einer der beiden Einrichtungen Anhängerkupplung und Achse verbunden ist und ein Schlitten der Wälzköperführung fest mit der jeweils anderen Einrichtung verbunden ist. Bei bevorzugter fester Verbindung der Anhängerachse mit dem Schlitten wird dieser auch als Achsschlitten bezeichnet. Dieser Achsschlitten stellt die verschiebbare Aufnahmekonstruktion für die Anhängerachse und die daran angeordneten Rädern und Reifen dar. Die Schiene ist dabei bevorzugt fest mit einem Hauptrahmen des Anhängers verbunden.
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Alternativ zur genannten Wälzkörperführung ist auch die Anordnung einer Gleitführung möglich, welche eine Gleitschiene und einen darauf oder daran gleitenden Gleitschlitten umfasst. Die aufeinander gleitenden Oberflächen sind vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt.
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Die Feststelleinrichtung ist derart ausgeführt, dass mit ihr der Schlitten kraft- und/ oder formschlüssig in unterschiedlichen Positionen entlang der Längsausstreckungsrichtung der Schiene fixierbar ist. Vorzugsweise sollte die Fixierung stufenlos entlang der Längserstreckungseinrichtung der Schienen möglich sein.
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Die Feststelleinrichtung umfasst wenigstens eine Antriebseinheit, mit der eine Kraft zur Realisierung der Feststellung aufbringbar ist. Die Feststelleinrichtung weist dabei wenigstens ein Getriebe auf, mit welchem die von der Antriebseinheit aufgebrachte Kraft übertragbar und / oder übersetzbar ist. Vom Begriff der Kraft-Übersetzung soll hierbei auch eine Untersetzung umfasst sein. Die vom Getriebe über- bzw. untersetzte Kraft dient zur Realisierung der Feststellung, gegebenenfalls direkt oder indirekt zur Klemmung des Schlittens auf oder an der Schiene. Die verwendete Antriebseinheit ist vorzugsweise eine mechanische Einheit wie z. B. ein Federspeicherzylinder, der bevorzugt fest mit dem Achsschlitten verbunden ist, wie z.B. durch Befestigung an einer Konsole, die wiederum am Achsschlitten angeordnet ist. Mit dieser mechanischen Einheit ist eine latente Kraft zur Realisierung der Feststellung bzw. Verriegelung aufbringbar.
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Zusätzlich kann der Fahrzeuganhänger noch eine hydraulische oder pneumatische Löseeinrichtung aufweisen, mit der das Lösen der Feststellung bzw. Verriegelung ausgeführt und/ oder erleichtert wird.
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Das Getriebe ein Kipphebelmechanismus, mit dem die Bewegung eines Stellglieds der Antriebseinheit in eine im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende Bewegung eines Klemmkörpers zwecks dessen Anpressung auf eine erste Oberfläche der Schiene umwandelbar ist. Das bedeutet, dass das Stellglied der Antriebseinheit, welches hier z.B. der Kolben eines Federspeicherzylinders sein kann, auf einem Kipphebelmechanismus wirkt, der wiederum auf einem Klemmkörper wirkt und diesen aufgrund der über- bzw. untersetzten Kraft auf eine erste Oberfläche der Schiene presst, sodass aufgrund der dabei auftretenden Reibverhältnisse der Klemmkörper und demzufolge auch die mit diesem Klemmkörper mechanisch verbundene Einrichtungen an der betreffenden Position der Schiene fixiert sind. Die erste Oberfläche der Schiene kann dabei insbesondere aus einer Aluminiumlegierung oder auch aus einem rostfreien Stahl bestehen. Gegebenenfalls kann die gesamte Schiene auch aus diesem Material ausgeführt sein. Der Klemmkörper sollte in seiner auf die Schiene drückendenden Oberfläche aus einem Gummi oder auch aus einem Kunststoff bestehen, wobei der verwendete Werkstoff zusammen mit dem Material der ersten Oberfläche einen möglichst hohen Reibfaktor ausbildet, zumindest einen Reibfaktor von µ>0,6.
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In weiterer günstiger Ausgestaltungform ist vorgesehen, dass die Schiene eine zweite Oberfläche aufweist, an der Wälzkörper der Wälzkörperführung anliegen, wobei die Wälzkörper in oder am Schlitten rotierbar gelagert sind. Die Schiene sollte weiterhin eine dritte Oberfläche aufweisen, an der bei Beaufschlagung der ersten Oberfläche mit einer normal zu dieser ersten Oberfläche verlaufenden Anpresskraft und dadurch bedingter Einfederung der Schiene ein Gegendruckelement des Schlittens zur Anlage kommt. Die Wälzkörper der Wälzkörperführung können auf der zweiten Oberfläche der Schiene abrollen, womit eine einfache und mit einem geringen Energieeintrag mögliche Translation des Schlittens ermöglicht wird. Die Wälzkörper sind dabei vorzugsweise an einer Wälzkörperkonsole angeordnet, die fest mit dem Achsschlitten verbunden ist. Mit dem Gegendruckelement des Schlittens ist somit zumindest zu einer vom Klemmkörper eingeleiteten Kraftkomponente eine Gegenkraft erzeugbar, um somit die Schiene und den Schlitten im geklemmten Zustand in ein statisches Gleichgewicht zu bringen. Im nicht geklemmten Zustand, in dem der Klemmkörper die erste Oberfläche der Schiene nicht mit einer Kraft beaufschlagt, existiert vorzugsweise ein Abstand zwischen der dritten Oberfläche und dem Gegendruckelement. Das erwähnte Gegendruckelement kann z. B. durch einen Achszapfen eines Wälzkörpers oder durch einen vertikal angeordneten Wälzkörper sowie auch durch Gleitelemente ausgeführt sein.
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In weiterer günstiger Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeuganhängers ist vorgesehen, dass dieser ein System zur Ermittlung der Achsauslastung aufweist, wobei dieses System eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Belastung einer jeweiligen Achse sowie eine Auslastungsinformationseinrichtung zur Ausgabe einer Information bezüglich der ermittelten Belastung einer Achse des Anhängers umfasst. Die Ermittlung der Belastung einer jeweiligen Achse kann z. B. indirekt aus Messergebnissen vorgenommen werden, die durch Messung der Einfederung einer mechanischen Blattfederung oder durch Messen eines Druckes einer luftgefederten Achse gewonnen werden. Die Auslastungsinformationseinrichtung kann eine Anzeige sein, die Informationen hinsichtlich der Be- bzw. Auslastung der Achse optisch ausgibt, sodass mit ihr auch die insgesamte Belastung bzw. Auslastung des aus Fahrzeuganhänger und Zugfahrzeug bestehenden Gesamt-Systems feststellbar ist und dementsprechend die Position und/oder Menge des Ladungsgewichtes durch die Verschiebung der Anhängerachse korrigierbar ist. Vorzugsweise wird mittels zwei Digitalanzeigen der Auslastungsgrad der Zugmaschine und des Fahrzeuganhängers angezeigt.
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In weiterer günstiger Ausgestaltung umfasst der Fahrzeuganhänger eine Sicherungseinrichtung, mit der der Fahrbetrieb des Fahrzeuganhängers und/oder eines mit dem Fahrzeuganhänger gekoppelten Zugfahrzeugs freigebbar ist, wenn die Position des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Anhängerachse festgestellt bzw. fixiert ist. Das heißt, dass die Sicherungseinrichtung einen Fahrbetrieb des Fahrzeuganhängers bzw. des daran gekoppelten Zugfahrzeuges verhindert, wenn der Abstand des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Anhängerachse noch nicht fixiert ist, sondern sich noch unter Einbringung einer Zugkraft durch das Zugfahrzeug ändern kann. Die Sicherungseinrichtung dient damit zur Verhinderung von Fahrten im unverriegelten Zustand. Mit der Sicherungseinrichtung wird zunächst ermittelt, ob Schiene und Schlitten miteinander verriegelt bzw.- verklemmt sind. Erst bei Feststellung des fixierten Zustandes erfolgt eine Freigabe des Fahrbetriebes, wie z.B. eine Freigabe der Anhängerbremse oder der Bremse des Zugfahrzeuges, oder auch eine Freigabe des Startvorganges oder des Einkuppelvorganges des Zugfahrzeuges. Es bietet sich dabei an, dass die Sicherungseinrichtung über eine Kontrollanzeige verfügt, mit der eine Information hinsichtlich der Freigabe des Fahrbetriebes und/ oder des Verstellbetriebes ausgebbar ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeuganhängers ist vorgesehen, dass dieser weiterhin eine Bremse sowie eine Einrichtung zur Beeinflussung der Wirkung der Bremse aufweist, mit der während der Relativ-Translationsbewegung zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse die alleinige Bremsung durch die Bremse des Fahrzeuganhängers realisierbar ist. Das bedeutet, dass die Einrichtung zur Beeinflussung der Wirkung der Bremse eine gleichzeitige Bremsung des Zugfahrzeuges bei Bremsung des Fahrzeuganhängers verhindern kann. Die Relativ-Translationsbewegung erfolgt vorzugsweise durch eine langsame Vor- bzw. Rückwärtsfahrt durch das angekuppelte Zugfahrzeug bei gleichzeitiger Beobachtung der optischen Auslastungsanzeigen. Mit dieser Einrichtung zur Beeinflussung der Bremswirkung wird sichergestellt, dass bei der Relativ-Translationsbewegung zwischen Zugverbindungspunkt und der gebremsten Anhängerachse das Zugfahrzeug nicht gebremst wird und demzufolge die Relativ-Translationsbewegung ausüben kann. Die Beeinflussung der Wirkung der Bremse erfolgt dabei vorzugsweise pneumatisch.
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Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Fahrzeuggespann, insbesondere eine Sattelzugkombination, zur Verfügung gestellt, welches ein Zugfahrzeug sowie einen daran mittels dessen Anhänger- oder Sattelkupplung angekoppelten erfindungsgemäßen Fahrzeuganhänger aufweist. Dieses Fahrzeuggespann kann insbesondere ein Zugfahrzeug mit einer zulässigen Gesamtmasse von 3500 kg und ein Anhänger bzw. Sattelanhänger von ebenfalls 3500 kg sein und stellt insgesamt ein Lastkraftfahrzeuggespann mit einer zul. Gesamtmasse bis zu 7000 kg dar.
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Die Sicherungseinrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeuganhängers kann dabei auch auf das Zugfahrzeug zwecks Ausgabe eines Warnsignals über einen nicht zulässigen Fahrzeugbetrieb bei Nicht-Fixierung der Position der Anhängerachse in Bezug zum Zugverbindungspunkt wirken.
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Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zur Einstellung eines Abstandes eines Zugverbindungspunktes eines erfindungsgemäßen Fahrzeuganhängers in Bezug zu dessen Anhängerachse zur Verfügung gestellt, bei dem auf den Zugverbindungspunkt des Fahrzeuganhängers eine Zug- oder Druckkraft und auf die Anhängerachse eine Gegenkraft aufgebracht wird und dadurch der Zugverbindungspunkt in Bezug zur Anhängerachse verschoben wird. Dadurch lässt sich der Abstand zwischen den Achsen des Zugfahrzeuges und denen des Anhängers verringern bzw. vergrößern. Dabei sollte die sich aus der Änderung des Abstandes ergebende Änderung der Achsbelastung zur Bestimmung der jeweiligen günstigsten Position angezeigt werden. Die für die Verschiebung benötigte Gegenkraft auf die Anhängerachse wird vorzugsweise und insbesondere ausschließlich durch eine Bremswirkung auf die an bzw. auf der Achse angeordneten Räder aufgebracht. Nach Einstellung des gewünschten Abstandes lässt sich die Position des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Anhängerachse durch Klemmung mittels Betätigung der Antriebseinheit am Fahrzeuganhänger fixieren. Mittels einer Messeinrichtung lässt sich z.B. die Einfederung an einer blattgefederten oder der Luftdruck einer luftgefederten Achse bestimmen, woraus die jeweils vorliegende Achsbelastung ermittelbar ist. Entsprechende Informationen lassen sich im Zugfahrzeug mit einer Auslastungsinformationseinrichtung ausgeben, sodass der Fahrer in einfacher Weise durch Variation des Abstandes zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse des Fahrzeuganhängers derart einstellen kann, dass bei Gesamt-Auslastung eine optimale Achsbelastung vorliegt.
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Um ein optimales Traktionsverhalten zu erreichen sollte die Achslast der Zugmaschine maximal auf 100% eingestellt sein. Für kurzzeitige langsame Anfahrprobleme kann dieser Bereich gegebenenfalls unter Beachtung der gesetzlichen Bestimmungen auf maximal 120% erhöht werden.
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Für Leerfahrten bietet es sich an, den Abstand auf ein Höchstmaß einzustellen. Dieser große Abstand zwischen den Achsen des Zugfahrzeuges und den des Fahrzeuganhängers bietet sich zudem insbesondere bei widrigen Witterungsverhältnissen und schlechten Straßen an.
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Zur Erreichung eines optimalen Spurlaufs und ebenso bei Rangierfahrten sollte die Achslast des Anhängers auf die zulässige Höchstbelastung durch Verkürzen des Abstandes eingestellt werden, wobei eine bestimmte Maximal-Differenz zwischen dem üblicherweise höheren zulässigen Anhängerbelastungswert und dem niedrigeren Zugmaschinen-Belastungswert nicht überschritten werden soll. Mittels einer Auslastungsanzeige im Zugfahrzeug kann die Bedienperson eine ungünstige Lastverteilung erkennen und darauf in einfacher Weise reagieren, indem die feste mechanische Verbindung zwischen Zugverbindungspunkt und Anhängerachse bevorzugt bei Fahrzeugstillstand gelöst wird und durch vorsichtiges Fahren des Zugfahrzeugs und vorzugsweise alleinige Fixierung der Anhängerachse oder -Achsen des Anhängers mittels dessen Betriebs- oder Feststellbremse der Abstand zwischen Zugverbindungspunkt und der Anhängerachse des Fahrzeuganhängers verändert wird. Anhand der Auslastungsanzeige ist erkennbar, wann ein für den jeweiligen Fahrbetrieb optimaler Lastverteilungszustand erreicht ist.
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Nach Einstellung des gewünschten Abstandes ist jedoch ein sofortiger Fahrbetrieb des Gespannes vorzugsweise nicht möglich, da eine Sicherungseirichtung den Fahrbetrieb erst freigibt, wenn die Position des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Achse fixiert ist und somit beim Fahrbetrieb keine unkontrollierbare Verstellung des Abstandes möglich ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigt
- 1: ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggespann von der Seite,
- 2: einen erfindungsgemäßen Fahrzeuganhänger in Ansicht von der Seite in einer ersten Achsposition,
- 3: eine Schnittansicht entlang des in 2 dargestellten Schnittes F-F durch den erfindungsgemäßen Fahrzeuganhänger,
- 4: einen erfindungsgemäßen Anhänger in Ansicht von der Seite in einer zweiten Achsposition,
- 5: eine vergrößerte Ansicht des in 4 angedeuteten Bereichs,
- 6: eine perspektivische Ansicht der Antriebseinheit sowie der Führungseinrichtung,
- 7: eine vergrößerte Ansicht G des in 3 dargestellten Bereichs,
- 8: einen pneumatischen Schaltplan zur Darstellung der Betätigung der Brems- und Feststelleinrichtungen des Fahrzeuganhängers.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggespann 1 ersichtlich, welches ein Zugfahrzeug 2 sowie einen daran mittels dessen Zugverbindungspunkt 10 angekuppelten Fahrzeuganhänger 3 aufweist. Es ist ersichtlich, dass die Position des Zugverbindungspunktes 10 des Fahrzeuganhängers 3 mit der Position der Hinterachse des Zugfahrzeuges 2 zufällig übereinstimmt. Der Fahrzeuganhänger 3 umfasst eine Anhängerachse 20, auf der ein Räderpaar 21 angeordnet ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung und der Möglichkeit der Feststellung des Abstandes A zwischen dem Zugverbindungspunkt 10 und der Anhängerachse 20 des Fahrzeuganhängers 3 ist somit auch der Abstand zwischen der Hinterachse des Zugfahrzeuges 2 und der Anhängerachse 20 des Fahrzeuganhängers 3 einstellbar, um z. B. bei ungleichmäßiger oder teilweiser Beladung des Fahrzeuganhängers 3 eine optimale Achsauslastung des Fahrzeuganhängers 3 sowie auch des Zugfahrzeuges 2 zu gewährleisten. Dadurch lassen sich auch Anpassungen an den Fahrbetrieb vornehmen, wie z. B. an Leerfahrten, Fahrten bei schlechten Straßenverhältnisse, Rangier- und Kurvenfahrten sowie an der Traktion. Zur Darstellung der realisierbaren Abstandsverstellung ist das Räderpaar 21 bzw. die Anhängerachse 20 in unterschiedlichen Positionen dargestellt.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßer Fahrzeuganhänger 3 in Ansicht von der Seite dargestellt, wobei hier die Anhängerachse 20 bzw. das daran angeordnete Räderpaar 21 einen maximalen Abstand zum Zugverbindungspunkt 10 aufweist.
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Die 3 ist eine Schnittansicht gemäß des in 2 dargestellten Schnittes F-F ersichtlich, aus der hervorgeht, dass der Fahrzeuganhänger 3 eine Feststelleinrichtung 30 aufweist, mit der die Position der Anhängerachse 20 in Bezug zum Zugverbindungspunkt 10 feststellbar bzw. fixierbar ist.
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4 zeigt in einer weiteren Seitenansicht den erfindungsgemäßen Fahrzeuganhänger 3, bei der die Anhängerachse 20 und das daran angeordnete Räderpaar 21 einen minimalen Abstand in Bezug zum Zugverbindungspunkt 10 aufweisen.
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5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt E, der in 4 gekennzeichnet ist. Aus 5 wird ersichtlich, dass am Fahrzeuganhänger 3 eine Feststelleinrichtung 30 angeordnet ist, die eine Antriebseinheit 70 in Form eines Federspeicherzylinders umfasst, dessen Stellglied 71, hier als Kolben des Federspeicherzylinders ausgestaltet, mechanisch mit einem als Kipphebelmechanismus ausgestalteten Getriebe 72 verbunden ist, welches wiederum mechanisch mit einem Klemmkörper 73 verbunden ist. Der Fahrzeuganhänger 3 umfasst des Weiteren eine Führungseinrichtung 31, die hier in Form einer Schiene 40 ausgebildet ist. Diese Schiene 40 weist eine erste Oberfläche 41 auf, die dem Klemmkörper 73 zugewandt ist. Bei im Normalfall ständig wirkender Antriebseinheit 70 drückt deren Stellglied 71 auf den Kipphebelmechanismus bzw. das Getriebe 72, welches daraufhin den Klemmkörper 73 auf die erste Oberfläche 41 der Schiene derart fest drückt, dass aufgrund der dort bestehenden Reibverhältnisse eine Fixierung des Klemmkörpers 73 an der Schiene 40 erfolgt, sodass die Position des Klemmkörpers 73 an der Schiene 40 fixiert ist und somit auch die mit Klemmkörper 73 und Schiene 40 verbundenen Einrichtungen -Anhängerachse 20 und Zugverbindungspunkt 10- zueinander positions- und lagefixiert sind. Bei Freigabe der Antriebseinheit 70 und ggf. Betätigung einer hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Löseeinrichtung wird die Schiene 40 bzw. deren erste Oberfläche 41 nicht vom Klemmkörper 73 mit einer Kraft beaufschlagt, sodass eine Verschiebung des Klemmkörpers 73 sowie auch der gesamten Feststelleinrichtung 30 entlang der Längserstreckungsrichtung 44 der Schiene 40 möglich ist, um den Abstand zwischen dem Zugverbindungspunkt 10 und Anhängerachse 20 einstellen zu können.
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In 6 ist die Feststelleinrichtung 30 sowie die Führungseinrichtung 31, die die Schiene 40 umfasst, noch einmal in perspektivischer Ansicht dargestellt.
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7 zeigt den in 3 gekennzeichneten Ausschnitt G in vergrößerter Ansicht. Ersichtlich ist hier insbesondere, dass die Schiene 40 neben der ersten Oberfläche 41, die vom Klemmkörper 73 mit einer Kraft beaufschlagt werden kann, eine zweite Oberfläche 42 sowie eine dritte Oberfläche 43 aufweist. Die zweite Oberfläche 42 und die dritte Oberfläche 43 verlaufen winklig zueinander. Die zweite Oberfläche 42 dient dabei direkt oder indirekt zur Aufnahme bzw. zum Abrollen eines oder mehrerer Wälzkörper 33 der Wälzkörperführung 32 der Führungseinrichtung 31, wobei ein jeweiliger Wälzkörper 33 derart angeordnet ist, dass er zumindest anteilig Gewichtskraft der Last des Fahrzeuganhängers trägt. Wie dargestellt kann dabei die zweite Oberfläche 42 durch ein an einem Profilelement der Schiene 40 angeordnetes Zwischenelement 45 ausgebildet sein. Der Wälzkörper 33 liegt in radialer Richtung lediglich an der zweiten Oberfläche 42 an, und nicht an einem Führungsschenkel 46 der Schiene 40, der lediglich zur Führung des Wälzkörpers 33 in bzw. an der Schiene 40 dient. Das bedeutet, dass zwischen dem Wälzkörper 33 und dem Führungsschenkel 46 ein Spalt 34 besteht.
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Dadurch, dass Wälzkörper 33, von denen vorzugsweise mehrere linear hintereinander entlang der Schiene 40 angeordnet sind, mechanisch fest mit der die Feststelleinrichtung 30 ausbildenden Antriebseinheit 70 verbunden sind, bilden die Wälzkörper 33 zusammen mit der Antriebseinheit 70 einen Schlitten 50 aus, der längs der Schiene 40, die im Wesentlichen die Führungseinrichtung 31 ausbildet, verschiebbar ist. Der Schlitten 50 ist fest mit der in 7 nicht dargestellten Achse verbunden. Die Führungseinrichtung 31 bzw. die Schiene 40 ist fest mit dem Zugverbindungspunkt 10 verbunden. Durch die translatorische Bewegung der Wälzkörper 33 entlang der Längserstreckungsrichtung 44 der Schiene 40 lässt sich somit der Abstand zwischen der Anhängerachse und dem Zugverbindungspunkt einstellen.
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In 7 ist dabei die Feststelleinrichtung 30 im geöffneten Zustand dargestellt. In diesem Zustand befindet sich das durch den Kipphebelmechanismus ausgebildete Getriebe 72 in einer derartigen Position, sodass der Klemmkörper 73 nicht an der ersten Oberfläche der Schiene anliegt. Demzufolge wird keine Klemmkraft vom Klemmkörper 73 auf die Schiene 40 aufgebracht. Eine Relativbewegung zwischen Wälzkörper 33 und Schiene 40 ist somit aufgrund der Abrollbewegung des Wälzkörpers 33 auf der zweiten Oberfläche 42 der Schiene 40 möglich, sodass in einfacher Weise die genannte Abstandsverstellung vornehmbar ist. Bei Betätigung der Antriebseinheit 70 wird über die Verschiebung deren Stellgliedes 71 das Getriebe 72 derart betätigt, dass der Klemmkörper 73 auf die erste Oberfläche 41 der Schiene 40 drückt. Aufgrund der Biegeelastizität der Schiene verformt diese sich unter der vom Klemmköper 73 aufgebrachten Klemmkraft derart, dass die dritte Oberfläche 43 der Schiene 40 an einem Gegendruckelement 35, welches in der hier dargestellten Ausführungsform als Achszapfen des Wälzkörpers 33 ausgeführt ist, zur Anlage kommt. Das bedeutet, dass durch das Gegendruckelement 35 eine Gegenkraft zur waagerechten Komponente der von Klemmkörper 73 aufgebrachten Kraft auf die Schiene 40 wirkt, sodass sich die gesamte Feststelleinrichtung 30 in einem statischen Gleichgewicht und fixierten Zustand befindet und der Abstand zwischen Anhängerachse und Zugverbindungspunkt fixiert ist.
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In 8 ist eine als Druckluftanlage 80 ausgestaltete Sicherungseinrichtung in Form eines pneumatischen Schaltplans dargestellt. Mit der Steuereinheit 82, die bevorzugt auf pneumatischer Basis betrieben wird, wird gewährleistet, dass die Bremszylinder 86 der Betriebsbremse 81 des Fahrzeuganhängers nur dann freigegeben werden bzw. ihre Bremswirkung aufheben, wenn die Fixierung der Position des Zugverbindungspunktes in Bezug zur Anhängerachse des Fahrzeuganhängers festgestellt wurde.
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Die Druckluftanlage 80 umfasst die Druckluftkreise Betriebsbremse 81 und Steuereinheit 82.
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Die Betriebsbremse 81 wird mit den wesentlichen Komponenten dargestellt, bestehend aus einem Druckluftbehälter 83, dem Anhängerbremsventil 84, dem Modulator 85, dem Bremszylinder 86 mit integriertem Federspeicher, der Vorratsdruckverbindung 87 und der Bremssteuerdruckverbindung 88 zum Zugfahrzeug.
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Die Steuereinheit 82 ist ein Nebenverbraucher der Druckluftanlage und wird über einen Druckluftbehälter 89 versorgt, der durch ein Überströmventil 90 vom Druckluftbehälter 83 nachrangig befüllt wird.
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Des Weiteren betreibt die Steuereinheit 82 auch die zuvor bereits erwähnte Antriebseinheit 70 zu Realisierung der Klemmwirkung.
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Im Fall der Deaktivierung / Ruhestellung des 3/2-Wegeventils 91 ist die Löseeinrichtung drucklos, wobei die Antriebseinheit 70 in beschriebener Weise federbetätigt wird und, wie in Bezug zu 7 ausgeführt wurde, den Klemmkörper 73 durch Federkraft auf die erste Oberfläche 41 der Schiene 40 drückt und somit die Position der Anhängerachse 20 in Bezug zum Zugverbindungspunkt 10 fixiert. In diesem Zustand werden auch die Druckschalter 92 und 93 nicht belüftet und geben den Fahrbetrieb frei. Aufgrund der Fixierung der Position der Anhängerachse in Bezug zum Zugverbindungspunkt ist ein Fahrbetrieb des Fahrzeuganhängers 3 möglich und sicherheitstechnisch unbedenklich.
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Zur Verstellung des Abstandes zwischen Anhängerachse und Zugverbindungspunkt ist das 3/2-Wegeventil 91 zu aktivieren, sodass die Löseeinrichtung mit Druckmedium zum Lösen der Federspeicherzylinder 94 versorgt wird und demzufolge die Klemmung an der Schiene aufgehoben ist. In diesem Zustand ist wie beschrieben die Relativbewegung zwischen Schlitten 50 und Schiene 40 möglich, wobei zwecks Verringerung oder Vergrößerung des Abstandes auf den Zugverbindungspunkt 10 eine Zug- oder Druckkraft aufgebracht wird.
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Um ein Verfahren der Anhängerachse zu verhindern, ist das Räderpaar 21 an dieser Achse zu blockieren, nämlich mittels der in 8 dargestellten Bremszylinder 86. Zu diesem Zweck ist eine Sonderfunktion des Modulators 85 zu aktivieren, der nur auf die Betriebsbremse des Fahrzeuganhängers und nicht auf die des Zugfahrzeuges wirkt, wodurch eine Bremswirkung auf das Räderpaar 21 an der betreffenden Anhängerachse 20 aufgebracht wird, sodass die betreffende Anhängerachse 20 im Wesentlichem in ihrer ursprünglichen Position verbleibt, wobei der Zugverbindungspunkt unter Einwirkung der Zug- bzw. Druckkraft verschoben wird und somit der Abstand zwischen Zugverbindungspunkt 10 und Anhängerachse 20 verändert wird. Zu diesem Zweck sind beide Druckschalter 92 und 93 belüftet, der Druckschalter 92 zeigt den aufgehobenen Zustand der Klemmung an der Schiene an und der Druckschalter 93 zeigt den gestoppten Fahrbetriebszustand sofort nach Aktivierung des 3/2 - Wegeventils 91 an.
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Nach erfolgter Abstandseinstellung ist durch eine erneute Betätigung des 3/2 - Wegeventils 91 die pneumatische oder hydraulische Wirkung der Löseeinrichtung zu deaktivieren, sodass es zur beschriebenen Klemmung des Klemmkörpers durch die Federkraft des Federspeicherzylinders 94 auf der Schiene 40 kommt. Erst nach dieser Fixierung bzw. Klemmung darf die von den Bremszylindern 86 realisierte Bremswirkung am Räderpaar aufgehoben werden, so dass erst dann ein Fahrbetrieb möglich ist.
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Zu diesem Zweck verfügt der erfindungsgemäße Fahrzeuganhänger über eine entsprechende Steuerungseinrichtung, die den Fixierungszustand zwischen Achse und Zugverbindungspunkt feststellt und nur bei detektierter Fixierung die Wirkung der Bremszylinder 86 minimiert bzw. aufgibt.
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Mit der zwischen den Bremszylindern 86 dargestellten Einrichtung zur Steuerung der Bremswirkung durch den Modulator 85 ist die Bremswirkung einstellbar, sodass bei festgestellter unzulässiger hoher Relativ-Geschwindigkeit zwischen Achse und Anhängerkupplung bzw. Über- oder Unterschreitung eines bestimmten Abstandes zwischen den Verfahrweg begrenzenden Anschlägen die Bremswirkung der Bremszylinder 86 partiell aufhebbar ist, sodass es bei Aufbringung einer Zug- oder Druckkraft auf den Zugverbindungspunkt 10 zwecks Abstandsverstellung zu einem Fahrbetrieb des Fahrzeuganhängers mit relativ geringer Geschwindigkeit kommt, die noch ausreichend ist, um einen unzulässig hohen Impuls auf Verfahrwegbegrenzungsanschläge zu verhindern. Durch die Steuerungseinrichtung wird sichergestellt, dass dieser mit verringerter Geschwindigkeit realisierte Fahrbetrieb nur über eine sehr begrenzte Zeit oder über eine sehr begrenzte Distanz möglich ist und nicht als normaler Fahrbetrieb realisiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeuggespann
- 2
- Zugfahrzeug
- 3
- Fahrzeuganhänger
- 10
- Zugverbindungspunkt
- 20
- Anhängerachse
- 21
- Räderpaar
- 30
- Feststelleinrichtung
- 31
- Führungseinrichtung
- 32
- Wälzkörperführung
- 33
- Wälzkörper
- 34
- Spalt
- 35
- Gegendruckelement
- 40
- Schiene
- 41
- erste Oberfläche
- 42
- zweite Oberfläche
- 43
- dritte Oberfläche
- 44
- Längserstreckungsrichtung
- 45
- Zwischenelement
- 46
- Führungsschenkel
- 50
- Schlitten
- 60
- Hauptrahmen
- 70
- Antriebseinheit
- 71
- Stellglied
- 72
- Getriebe
- 73
- Klemmkörper
- 80
- Druckluftanlage
- 81
- Betriebsbremse
- 82
- Steuereinheit
- 83
- Druckluftbehälter (Bremse)
- 84
- Anhängerbremsventil
- 85
- Modulator
- 86
- Bremszylinder
- 87
- Vorratsdruckverbindung
- 88
- Bremssteuerdruckverbindung
- 89
- Druckluftbehälter für Nebenverbraucher
- 90
- Überströmventil zum Nebenverbraucher
- 91
- 3/2 - Wegeventil
- 92
- Druckschalter
- 93
- Druckschalter
- 94
- Federspeicherzylinder
- A
- Abstand
