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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verhindern
des Kontrollverlusts aufgrund eines Einknickens eines Gelenk-Straßenfahrzeugs
als Folge davon, daß der
Anhänger
eine Einknickbewegung ausführt.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum
Begrenzen einer Gelenkbewegung eines Anhängers mit Hilfe eines Anschlagelements,
das mit den Gabelarmen des Drehkranzes in Eingriff kommt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Überlegungen
im Hinblick auf den Schutz der Umwelt, des Verkehrs und der Öffentlichkeit
und auch betriebliche Einsparungen aufgrund einer Verhinderung des
Verlusts von gefährlichen
Gütern
bei Verkehrsunfällen
auf Fernstraßen
durch Vermeidung von Unfällen
sind von immer größerer Bedeutung, insbesondere
bei Unternehmen, bei denen der Transport von Gütern über lange Fernverkehrsstrecken
von Bedeutung ist. Die Reduzierung des Verlusts der Lenkkontrolle
dadurch, daß eine übermäßige Gelenkbewegung
bzw. ein Einknicken der aus Zugfahrzeug und Anhänger bestehenden Kombination
verhindert wird, stellt ein Mittel zum Erreichen dieser Ziele dar.
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Wenn
eine aus Zugfahrzeug und Anhänger zusammengesetzte
Einheit beginnt, die Kontrolle aufgrund einer übermäßigen Gelenkbewegung zu verlieren,
steht der Fahrer der zunehmend schwierigen Aufgabe gegenüber, die
Lenkkontrolle aufrechtzuerhalten, bis die Gelenkbewegung des Anhängers in
bezug auf das Zugfahrzeug um den Königszapfen einen kritischen
Winkel erreicht. Das Erreichen des kritischen Winkels, was auch
allgemein als Einknicken bekannt ist, hat zur Folge, daß der Fahrer
vollständig
die Lenkkontrolle verliert, bis die Einheit zu einem Stillstand
kommt, häufig
mit einem katastrophalen Ergebnis.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Vorrichtung zum Verhindern
des Einknickens bereitzustellen, die darauf beruht, daß ein Anschlagelement
zwischen den Gabelarmen des Drehkranzes eingefügt wird, um auf diese Weise
die zulässige
Gelenkbewegung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu
begrenzen.
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Die
US-Patentschrift 3 837 678, erteilt an Cicero, beschreibt einen
horizontal eintauchenden Kolben mit einem vergrößerten Kopf, der zwischen den Gabelarmen
des Drehkranzes in Eingriff kommt. Aus dem US-Patent 3 972 542,
erteilt an Dirks et al., ist ein zulaufender Kopfabschnitt eines
Anschlagelements bekannt, das in horizontaler Richtung in die Gabelarme
des Drehkranzes erstreckt ist, sowie eine Schiebebahn für das Element
und Merkmale für
eine Fernsteuerung. Das US-Patent 4 068 860, erteilt an Meyers et
al., war auf ein sich in horizontaler Richtung erstreckendes Anschlagelement
gerichtet, das einen Kopfabschnitt aufweist, der so geformt ist,
daß er
sowohl die inneren als auch die äußeren Abschnitte
der Gabelarme des Drehkranzes erfaßt.
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Das
US-Patent 4 700 966, erteilt an Hawkins et al., offenbart sämtliche
Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 und führt das Konzept eines schwenkbaren
Ansatzes ein, der auf einer quer verlaufenden Welle angebracht ist,
die durch einen Hydraulikzylinder angetrieben ist. Der Zylinder
und die quer verlaufende Welle waren in einem sich nach hinten erstreckenden
Tragrahmen angebracht, der eine Befestigungsstange beinhaltete,
die ihrerseits an einem Abschnitt des Rahmens des Anhängers befestigt
war.
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Ein
Nachteil der Vorgehensweise nach Hawkins besteht darin, daß die Vorrichtung
relativ lang sein muß,
um den Zylinder und den Tragrahmen aufzunehmen. Als Ergebnis davon
muß die
Vorrichtung i. a. unterhalb der Bodenträger des Anhängers angebracht werden. Dies
führt wiederum
dazu, daß der
Abstand bzw. Freiraum zwischen der Vorrichtung und der Oberseite
des Drehkranzes verringert ist. In einer alternativen Weise wird
die Einheit nach Hawkins so eingebaut, daß ein Abschnitt aus den Bodenträgern ausgeschnitten
wird und die Einheit in den sich ergebenden Zwischenraum eingesetzt
wird.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Vorrichtung bereitzustellen, die selektiv das Einknicken des Anhängers verhindert,
mit Hilfe eines schwenkbaren Ansatzes, der auf einer quer verlaufenden
Welle angebracht ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine derartige
Vorrichtung bereitzustellen, die als eine nachrüstbare Vorrichtung auf einer
vorhandenen oberen Kupplungsplatte eines Anhängers angebracht werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompaktere
Vorrichtung bereitzustellen als die, die aus dem Stand der Technik bekannt
ist, und die in der Lage ist, zwischen den Bodenträgern eines
Anhängers
eingefügt
zu werden, ohne daß die
Notwendigkeit besteht, die Träger
auszuschneiden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mittel
zum Verhindern der Verschmutzung der operativen Komponenten der Vorrichtung
durch Staub bzw. Schmutz und sonstige Teile bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
bereitzustellen, die zum Zwecke einer Reparatur oder eines Austauschs
ihrer Komponenten bzw. Teile leichter auseinandergenommen werden
kann.
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Weitere
Ziele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung deutlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt ein Diagramm einer
typischen, aus Zugfahrzeug und Anhänger zusammengesetzten Einheit,
teilweise ausgeschnitten, um den Bereich der oberen Kupplungsplatte
darzustellen.
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2 zeigt eine perspektivische,
teilweise auseinandergezogene Ansicht einer typischen oberen Kuppelplatte
zusammen mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die
auf der oberen Kupplungsplatte angebracht ist, sowie eine Ansicht eines
Drehkranzes;
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3 zeigt eine perspektivische
Ansicht der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 zeigt eine perspektivische
Ansicht der operativen Komponenten der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wobei die Abdeckplatten des Gehäuses abgenommen sind;
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5 zeigt eine Längsschnittansicht
der Verbundwelle nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, einen
Teil der den Ansatz umschließenden
Platten und einen Teil von einer der Belleville-Anschlagplatten;
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6 zeigt eine Längsschnittansicht
der Backbord- bzw. linken Seite der Welle, der Backbord- bzw. linksseitigen
Belleville-Scheiben und des Aktuators gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei zwei Extreme der axialen Verlagerung
der Welle dargestellt sind;
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7 zeigt eine Längsschnittansicht
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei eine maximale seitliche Verlagerung
des Ansatzes nach steuerbord bzw. rechts dargestellt ist;
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8 zeigt eine Längsschnittansicht
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine maximale seitliche Verlagerung des Ansatzes nach
backbord bzw. links dargestellt ist;
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9 zeigt eine Längsschnittansicht
des Übergangsstücks der
bevorzugten Ausführungsform;
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9A zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der Linien A-A in 9;
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10 zeigt eine seitliche
Ansicht des Ansatzes nach der bevorzugten Ausfihrungsform;
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11 zeigt eine stirnseitige
Ansicht des Ansatzes nach der bevorzugten Ausführungsform von unten;
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12 zeigt eine Schnittansicht
des backbordseitigen bzw. linken Abschnitts des Gehäuses, umfassend
die Komponenten des Steuerungssystems, wobei der aktivierte Modus
für den
Ansatz (Position unten) für
die bevorzugte Ausführungsform dargestellt
ist;
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13 zeigt eine Schnittansicht
des backbordseitigen bzw. linken Abschnitts einschließlich der Komponenten
des Steuerungssystems, wobei der deaktivierte Modus für den Ansatz
(Position unten) für
die bevorzugte Ausführungsform
dargestellt ist;
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14 zeigt eine perspektivische
Ansicht des Gehäuses
und der Welle nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
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15 zeigt eine perspektivische
Ansicht des Gehäuses
und der Welle nach der alternativen Ausführungsform, wobei die Abdeckungen
des Gehäuses
entfernt sind;
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16 zeigt eine rückseitige
Ansicht des Gehäuses
und der Welle nach der bevorzugten Ausführungsform, wobei die Abdeckungen
des Gehäuses
entfernt sind;
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17 zeigt eine Schnittansicht
der Befestigungsplatte und der oberen und vorderen Wand gemäß der alternativen
Ausführungsform;
und
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18 zeigt eine longitudinale
Querschnittsansicht der alternativen Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und bevorzugte und
alternative Ausführungsformen
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 weist eine aus einem Zugfahrzeug
und einem Anhänger bestehende
Einheit ein Zugfahrzeug 10 und einen Anhänger 12 auf.
Das Zugfahrzeug weist einen Drehkranz 14 auf, und der Anhänger weist
typischerweise eine obere Kupplungsplatte 16 auf.
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Der
Drehkranz 14 weist eine V-förmige Öffnung zwischen zwei Gabelarmen 18, 20 auf,
um einen Königszapfen 22 aufzunehmen.
Die obere Kupplungsplatte 16 weist einen nach unten abgehenden Königszapfen 22 auf,
der in einen Schlitz 24 zwischen den Gabelarmen 18, 20 eingreift.
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4 zeigt eine perspektivische
Ansicht von hinten, in der die Befestigungsplatte 26 und
das Gehäuse 28 für die Vorrichtung
zum Verhindern des Einknickens nach der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Die Befestigungsplatte 26 ist
eine rechteckige Platte für
eine Anbringung gegen die hintere Wand der oberen Kupplungsplatte.
Das Gehäuse 28 weist
eine obere Wand 30 und eine vordere Wand 32 auf.
Sowohl die obere Wand 30 als auch die vordere Wand 32 sind
in Form eines einzigen, abgewinkelten Teils ausgebildet, das sich über die
Quererstreckung der Vorrichtung erstreckt. Die vordere Wand 32 ist
dafür gedacht,
in einer gegenüberliegenden
Beziehung mit der Befestigungsplatte 26 angebracht zu werden.
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Eine
Deckplatte eines backbord- bzw. linksseitigen Abschnitts weist eine
Bodenwand 36 und eine hintere Wand 38 auf, die
einen backbord- bzw. linksseitigen Abschnitt des Gehäuses festlegen.
Die untere Wand 36 und die hintere Wand 38 sind
in Form eines einzigen Teils ausgebildet, das lösbar an der oberen Wand 30 befestigt
ist, und zwar mittels Bolzen 42, die durch einen Flanschabschnitt 43 der hinteren
Wand 38 greifen. Die backbordseitige Wand 44 weist
ein separates Teil auf, das an die Bodenwand 36 und an
die hintere Wand 38 geschweißt ist. Sie ist nicht an die
obere Wand 30 oder an die vordere Wand 32 angeschweißt.
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Eine
Deckplatte eines steuerbord- bzw. rechtsseitigen Abschnitts weist
eine untere Wand 48 und eine hintere Wand 50 auf,
die in Form eines einzigen Teils ausgebildet sind, das mit Hilfe
von Bolzen 52 lösbar
an der oberen Wand 30 befestigt ist. Die Deckplatte 46 bildet
einen steuerbord- bzw. rechtsseitigen Abschnitt des Gehäuses. Eine
nicht dargestellte steuerbord- bzw.
rechtsseitige Seitenplatte ist vorgesehen und ist an die untere
Wand 48 und an die hintere Wand 50 geschweißt, aber
nicht an die obere Wand 30 oder an die vordere Wand 32.
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Eine
dritte Deckplatte 56 ist innerhalb der backbordseitigen
Deckplatte 34 angeordnet. Sie weist in ähnlicher Weise eine untere
Wand und eine hintere Wand auf und bildet den dritten Abschnitt
des Gehäuses.
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Wie
nachfolgend noch deutlich werden wird, trägt die Abnehmbarkeit der Deckplatten
des backbordseitigen, steuerbordseitigen und dritten Abschnitts
zu der Erleichterung von Reparatur und Austausch der operativen
Komponenten der Vorrichtung bei.
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Unter
Bezugnahme auf 4 weist
das Gehäuse
ferner zwei Umschließungsplatten 60, 62 für den Ansatz
und zwei Anschlagplatten 64, 66 für Belleville-Unterlegscheiben
auf. Die Umschließungsplatten 60, 62 für den Ansatz
und die Anschlagplatten 64, 66 für die Belleville-Scheiben erstrecken
sich nach unten und nach außen
von der oberen Wand 30 und der vorderen Wand 32 und
sind an diese angeschweißt.
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Die
Umschließungsplatte 60 für den Ansatz wirkt
als eine Seitenwand für
den dritten Abschnitt 58. Die Umschließungsplatte 62 für den Ansatz
wirkt als eine Seitenwand für
den steuerbordseitigen Abschnitt des Gehäuses. Die Anschlagplatte 64 der Belleville-Scheibe
wirkt als eine Seitenwand für
den backbordseitigen Abschnitt des Gehäuses und erstreckt sich von
der vorderen Wand 32 bis hinter den dritten Abschnitt 58.
Die Anschlagplatte 66 der Belleville-Scheibe ist innerhalb
des steuerbordseitigen Abschnitts des Gehäuses enthalten.
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Eine
Verbundwelle 61, die mehr im einzelnen noch weiter unten
beschrieben wird, erstreckt sich in Querrichtung der Vorrichtung
durch Lager 68, 70, 72, 74,
die in Öffnungen
in den Umschließungs-
und Anschlagplatten 60, 62, 64, 66 aufgenommen
sind. Ein länglicher
Ansatz 76 ist auf der Welle zwischen den Umschließungsplatten 60 und 62 des
Ansatzes gehalten. Er ist auf der Welle durch nicht dargestellte Feststellschrauben
gehalten. Bei einer Drehung der Welle kann der verlängerte Abschnitt 77 des
Ansatzes die untere Stellung einnehmen, die in 4 dargestellt ist, wobei er sich in diesem
Fall zwischen den Gabelarmen 18, 20 des Drehkranzes
befindet. Wenn die Welle nach oben gedreht wird, wird der verlängerte Abschnitt 77 des
Ansatzes aus dem Bereich zwischen den Gabelarmen herausbewegt.
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Wie
am deutlichsten aus 11 hervorgeht, ist
der verlängerte
Abschnitt 77 des Ansatzes konisch zulaufend ausgebildet,
so daß dann,
wenn sich der Ansatz zwischen den Gabelarmen 18, 20 befindet, die
Orientierung seines Profils an die Orientierung der Seiten der Gabelarme
angepaßt
ist.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 4 ist
ein Satz von ringförmigen
Belleville-Unterlegscheiben 78 auf
der Welle zwischen der Anschlagplatte 64 und der Umschließungsplatte 60 des
Ansatzes vorgesehen. Ein weiterer Satz ist zwischen der Anschlagplatte 66 und
der Umschließungsplatte 62 des
Ansatzes vorgesehen. Belleville-Scheiben sind elastisch zusammendrückbar und
weisen einen Widerstand von bis zu 4300 lbs jeweils auf.
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Der
backbordseitige Abschnitt des Gehäuses weist einen pneumatisch
betätigten
Drehaktuator 80 auf, der eine viertel Drehung ausführen kann.
Der Aktuator 80 ist auf der oberen Platte 30 mit
Hilfe von Trägern 82 befestigt,
die sich von den Seiten des Aktuators nach oben erstrecken. Der
Aktuator 80 wird durch Druckluft angesteuert, die von einem
pneumatischen Steuersystem entnommen wird, wie nachstehend noch
beschrieben wird.
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Der
Aktuator 80 weist eine axiale Antriebswelle 84 auf,
die sich in der Richtung der Welle 61 erstreckt. Ein zylindrisches
Keilnut-Übergangsstück 86 ist
vorgesehen, das einen äußeren Durchmesser
aufweist, der sowohl größer ist
als der der Welle 61 als auch größer als der der Welle 84.
Ein Ende des Übergangsstücks 86 ist
mit einem axialen Kanal 85 versehen, wie am deutlichsten
aus 9 hervorgeht, dessen
Abmessung dem äußeren Durchmesser
der Welle 84 entspricht. Auf diese Weise wird jegliche
Drehung auf der Welle 84 an das Übergangsstück 86 übertragen.
Das andere Ende des Übergangsstücks 86 ist
mit einem keilnutartigen axialen Kanal 87 versehen, der
am deutlichsten aus 9 hervorgeht und
in den die Welle 61 eingesetzt ist, deren Ende in ähnlicher
Weise mit Keilnuten versehen ist. Auf diese Weise kann sich die
Welle 61 in axialer Richtung entlang der Längsachse
des Übergangsstücks 86 verschieben,
während
die Übertragung
der Drehung des Übergangsstücks an die
Welle 61 gewährleistet
ist.
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Nunmehr
sei auf 5 Bezug genommen, aus
der hervorgeht, daß die
Welle 61 einen Befestigungsabschnitt 88 für den Ansatz
mit einem Durchmesser von 2 Inch aufweist, einen Befestigungsabschnitt 90 für die Belleville-Scheiben
mit einem Durchmesser von 1,5 Inch und einen Betätigungsabschnitt 92 mit
einem quadratischen Querschnitt von 1 Inch. Der Befestigungsabschnitt 90 für die Belleville-Scheiben
weist eine Verlängerung 94 auf,
der so angepaßt
ist, daß er
in einen entsprechenden axialen Kanal 96 in dem Befestigungsabschnitt 88 für den Ansatz
paßt.
Zwei Feststellschrauben 98, 100 halten die Verlängerung 94 in
dem Kanal 96.
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Der
Befestigungsabschnitt 88 für den Ansatz und der Befestigungsabschnitt 90 für die Belleville-Scheiben
weisen jeweils eine Länge
auf, die so gewählt
ist, daß auch
dann, wenn sich der Ansatz in Anschlag gegen die Umschließungsplatte 60 oder 62 für den Ansatz
befindet, der Befestigungsabschnitt 88 für den Ansatz
noch in den Lagern 70 oder 72, je nachdem, gehalten
wird, und der Befestigungsabschnitt 90 für die Belleville-Scheiben
noch in dem Lager 68 oder 74, je nachdem, gehalten
wird.
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Die
unterschiedlichen Durchmesser der Abschnitte 88 und 90 führen zu
einem Absatz 102. Der Absatz 102 wird dazu verwendet,
um eine Anschlagfläche
zwischen dem Abschnitt 88 und den Belleville-Scheiben 78 zu
bilden. Auf diese Weise führt
eine seitliche Verlagerung des Ansatzes zu einer axialen Verlagerung
des Abschnitts 88 und zu einer Kompression der Belleville-Scheiben 78.
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Der
verminderte effektive Durchmesser des Aktuatorabschnitts 92 ermöglicht ein
kleineres, mit Keilnuten versehenes Übergangsstück 86 und dadurch
eine Verminderung des Gewichts der Vorrichtung insgesamt.
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Ein
Satz von Belleville-Scheiben ist auf den Befestigungsabschnitten 90 für Belleville-Scheiben zwischen
jeder Anschlagplatte für
die Belleville-Scheiben und jeder Umschließungsplatte für den Ansatz
angeordnet, d. h. zwischen der Anschlagplatte 64 und der
Umschließungsplatte 60 auf
der einen Seite und zwischen der Anschlagplatte 66 und
der Umschließungsplatte 62 auf
der anderen Seite.
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Wenn
der Ansatz auf der Welle 61 gedreht wird, so daß er sich
nach unten und zwischen den Gabelarmen 18, 20 des
Drehkranzes positioniert befindet, veranlaßt eine übermäßige Gelenkbewegung des Anhängers in
Bezug auf das Zugfahrzeug den Ansatz dazu, in Querrichtung verlagert
zu werden, d. h. in axialer Richtung bzgl. der Welle 61.
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6 erläutert die relativen Positionen
der Komponente der Welle in den Extremstellungen der axialen Wellenverlagerung,
die durch die Erfindung möglich
sind. Die Anzahl von Belleville-Scheiben in den Sätzen 78 ist
so gewählt,
daß sie
sich dann, wenn sie nicht zusammengedrückt sind, nur über einen
Teil des Abstands zwischen der Anschlagplatte und der Umschließungsplatte
erstrecken. Der Ansatz hat daher die Möglichkeit, eine gewisse seitliche
Verlagerung auszuführen,
bevor der Absatz 102 die Belleville-Scheiben dazu veranlaßt, zu sammengedrückt zu werden
und einer weiteren seitlichen Verlagerung in zunehmendem Maße entgegenzuwirken.
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Eine
seitliche bzw. in Querrichtung erfolgende Verlagerung des Ansatzes
und der Welle 61 wird durch das Zusammendrücken der
Belleville-Scheiben gegen die Anschlagplatten für die Belleville-Scheiben begrenzt,
so daß eine
weitere Gelenkbewegung zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug verhindert
wird.
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In 6 stellen die ausgezogenen
Linien die Position der äußersten,
steuerbordseitigen Verlagerung des Ansatzes und der Welle 61 dar,
während
die gestrichelten Linien die Position der äußersten backbordseitigen Verlagerung
darstellen. Wie man erkennt, sind das Übergangsstück 86 und der Aktuatorabschnitt 92 der
Welle 61 jeweils mit einer solchen Länge hergestellt, daß dann,
wenn die Welle 61 eine maximale axiale Verlagerung in der
Richtung des Aktuators 80 ausführt, der Abschnitt 92 das
Ende des Kanals 87 nicht erreicht. In ähnlicher Weise ist der Aktuatorabschnitt 92 noch
innerhalb des Kanals 87 gehalten, wenn die Welle 61 eine
maximale axiale Verlagerung weg von dem Aktuator 80 ausführt.
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Der
Abstand zwischen dem Absatz 104 des Übergangsstücks 86 und der Anschlagplatte 64 für die Belleville-Scheiben
ist länger
ausgebildet als die maximale steuerbordseitige Verlagerung der Welle 61,
um ein Anschlagen des Endes des Befestigungsabschnitts 90 für die Belleville-Scheiben
gegen den Absatz 104 des Übergangsstücks zu vermeiden.
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Das
Steuerungssystem nach der vorliegenden Erfindung weist eine auf
einer Funkfrequenz arbeitende Fernsteuerung zwischen der Fahrerkabine und
dem Steuersystem, das auf der unteren Wand 36 des Gehäuses 28 angebracht
ist, auf. Das Steuersystem ist in 12 und 13 dargestellt. Es weist
einen Empfänger/Sender 106 sowohl
zum Empfangen von Anweisungen von der Fahrerkabine als auch zum Übertragen
des aktivierten oder deaktivierten Status des Steuersystems (und,
unter Erweiterung, einer Angabe, ob der Ansatz zwischen den Gabelarmen des
Drehkranzes in Eingriff steht) zu einem Empfänger in der Fahrerkabine auf.
Eine Druckluftversorgung, die von der Luftversorgung des Zugfahrzeugs abgeleitet
ist, ist über
ein Rückschlagventil 108 zu
einem Luftzylinder 110 geführt, der als Vorratslufttank wirkt.
Eine Leitung 112 führt
unter Druck stehende Luft von dem Zylinder 110 zu einem
Magnetventil 114, das zwei Ausgangsanschlüsse 116 und 118 aufweist.
Der Anschluß 116 steht
in Verbindung mit einem Anschluß 120 des
Aktuators 80, und der Anschluß 118 steht in Verbindung
mit einem Anschluß 122 des
Aktuators 80. Je nachdem, welcher Anschluß des Aktuators 80 mit
unter Druck stehender Luft versorgt wird, dreht der Aktuator 80 die
Welle 61 über
die Wirkung des Übergangsstücks 86 in
der einen Richtung oder der anderen.
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Wie
am deutlichsten aus 7 und 8 hervorgeht, sind Näherungsschalter 123 vorgesehen,
um zu erfassen, wann sich der Ansatz um einen vorbestimmten Abstand
verlagert hat, vorzugsweise kurz vor der maximal zulässigen Verlagerung,
dadurch, daß der
Anhänger
beginnt, eine übermäßige Gelenkbewegung
auszuführen.
Der Näherungsschalter
ist vorzugsweise auf der Wand 64 angebracht, wobei sich
ein Erfassungsstab nach oben erstreckt, so daß dann, wenn der Absatz zwischen
der Welle 90 und der Verlängerung 92 in Richtung
auf die Backbordseite verlagert wird, der Absatz in Kontakt mit
dem Erfassungsstab tritt. Wenn der Schalter aktiviert wird, überträgt der Sender 106 ein
Signal zu der Steuereinheit in der Fahrerkabine, und hör- und sichtbare Alarmsignale
werden in der Kabine aktiviert, um den Fahrer bzw. die Bedienungsperson
zu warnen, daß das
Steuermerkmal zum Verhindern des Einknickens kurz vor dem Erreichen
seiner Grenzwerte steht. Der Fahrer geht dann so vor, daß er die
Position des Ansatzes entweder löst
oder beibehält.
Es sei darauf verwiesen, daß der
Erfassungsstab des Näherungsschalters
so positioniert werden kann, daß er
bei jedem beliebigen Maß an
Kompression der Belleville-Scheiben ausgelöst wird.
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Die
Erfindung kann an einer oberen Kupplungsplatte eines Anhängers in
der nachstehend beschriebenen Weise nachgerüstet werden. Als erstes wird
die Befestigungsplatte 26 an der vorderen Wand der oberen
Kupplungsplatte 16 angeschweißt, so daß der Mittelpunkt der Befestigungsplatte
sich unmittelbar oberhalb der Mitte des Spalts zwischen den Gabelarmen
des Drehkranzes befindet. Die Deckplatte 30 und die ihr
zugeordneten Anschlagplatten 64, 66 und Umschließungsplatten 60, 62 werden dann
an der Befestigungsplatte 26 befestigt, indem die vordere
Wand 32 an der Befestigungsplatte 26 angeschweißt wird.
Lagerungen 68, 70, 72 und 74 werden
in den Platten installiert.
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Der
steuerbordseitige Befestigungsabschnitt 91 für die Belleville-Scheiben
der Welle 61 wird dann ausgehend von dem backbordseitigen
Abschnitt 40 des Gehäuses 28 durch
Lagerungen 68, 70 und 72 und teilweise
durch Lager 74 eingefügt.
Wenn er zwischen der Umschließungsplatte 62 für den Ansatz und
der Anschlagplatte 66 für
die Belleville-Scheiben hindurchgeführt wird, werden die Belleville-Scheiben 80 so
gehalten, daß der
Abschnitt 91 durch die Belleville-Scheiben 80 hindurchgefädelt wird.
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Der
Befestigungsabschnitt 88 für den Ansatz wird dann ausgehend
von dem backbordseitigen Abschnitt 40 durch das Lager 68 eingefügt, um durch die
Lager 70 und 72 gehalten zu werden. Sobald dies erfolgt
ist, wird der Ansatz 76 so gehalten, daß der Abschnitt 88 durch
das Loch 89 des Ansatzes 76 hindurchgeführt wird.
Wenn der Abschnitt 88 durch die Lager 70 und 72 geführt wird,
greifen der axiale Kanal auf der Steuerbordseite des Abschnitts 88 passend
in die axiale Verlängerung
auf dem Abschnitt 91. Feststellschrauben, die nicht dargestellt
sind, werden dann dazu verwendet, um den Abschnitt 91 an
dem Abschnitt 88 zu befestigen.
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Der
Abschnitt 90 wird dann ausgehend von dem backbordseitigen
Abschnitt des Gehäuses durch
das Lager 68 geführt,
um zu veranlassen, daß die
Verlängerung 94 passend
in den Kanal 96 des Befestigungsabschnitts 88 für den Ansatz
greift. Feststellschrauben 98, 100 werden dazu
verwendet, um die beiden Abschnitte aneinander zu befestigen. Wenn
der Abschnitt 90 durch die Lager 68 und in Richtung
auf den Abschnitt 88 geführt wird, sorgt man dafür, daß er durch
die Belleville-Scheiben 78 hindurchgeht.
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Das Übergangsstück 86 wird
dann auf den Abschnitt 92 der Welle geschoben, der einteilig
mit dem Abschnitt 90 ausgebildet ist. Es wird nach Steuerbord
geschoben, um einen Zwischenraum für das Einsetzen des Aktuators 80 zu
schaffen. Der Aktuator 80 wird dann so eingebaut, daß die Welle 84 passend in
den Kanal 85 des Abschnitts 92 eingefädelt wird. Der
Aktuator 80 wird dann an der oberen Wand 30 mit
Hilfe von Bolzen befestigt, die durch Flansche 82 der Träger des
Aktuators greifen.
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Die
Deckplatten 34 (und die geschweißte Seitenplatte 44), 56 und 46 (und
ihre geschweißte steuerbordseitige
Platte) können
dann eingebaut und mit Bolzen befestigt werden, um den Einbauvorgang abzuschließen.
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Um
Bauteile zu reparieren oder auszutauschen, wird im wesentlichen
die umgekehrte Reihe von Schritten ausgeführt. Es sei darauf verwiesen, daß die Verbundwelle
nach der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Rolle dabei spielt,
den Auseinanderbau der Vorrichtung durch die Anschlag- und Umschließungsplatten
zu ermöglichen,
und dies innerhalb des begrenzten verfügbaren Platzes auszuführen.
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Die
alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 14 bis 18 erläutert. Zunächst sei auf 17 Bezug genommen, aus der hervorgeht,
daß eine
rechteckige Befestigungsplatte 200 gegen die hintere Wand
von einem der Bodenträger 202 angebracht
ist, die den Rahmen des Anhängers
bildet. Alternativ kann die Befestigungsplatte gegen eine vordere
Wand der oberen Kupplungsplatte angebracht sein. Ein Teil des Gehäuses weist
eine obere Wand 206 und eine vordere Wand 208 auf,
die als ein einziges, abgewinkeltes Teil ausgebildet sind, welches
sich über
die Querausdehnung der Vorrichtung erstreckt. Die vordere Wand 208 dient
dazu, in einer gegenüberliegenden
Beziehung mit der Befestigungsplatte 200 angebracht zu
werden.
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Wie
aus 14 hervorgeht, bilden
eine untere Wand 212, eine hintere Wand 214 und
eine backbordseitige Wand 219 eine Abdeckung 210 eines backbordseitigen
Abschnitts des Gehäuses.
Die Abdeckung 210 ist als ein einziges Teil ausgebildet,
das lösbar
an der oberen Wand 206 mit Hilfe von Bolzen befestigt ist,
die durch einen Flanschabschnitt 218 der hinteren Wand 214 greifen.
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Eine
Abdeckplatte 220 eines steuerbordseitigen Abschnitts weist
eine Bodenwand 222, eine hintere Wand 224 und
eine steuerbordseitige Seitenwand auf, die als ein einziges Teil
ausgebildet sind, welches lösbar
an der oberen Wand 206 mit Hilfe von Bolzen befestigt ist.
Die Deckplatte 220 bildet einen steuerbordseitigen Abschnitt
des Gehäuses 204.
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Die
Abnehmbarkeit der steuerbordseitigen und backbordseitigen Deckplatten
trägt zur
leichten Reparatur und Austausch der operativen Bauteile der Vorrichtung
bei.
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Wie
am besten aus 15 und 16 hervorgeht, sind zwei
Umschließungsplatten 226, 228 für den Ansatz
sowie eine Anschlagplatte 230 für eine zentrierende Feder vorgesehen.
Jede der Platten erstreckt sich nach unten von der oberen Wand 206 und
nach außen
von der vorderen Wand 208.
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Die
Umschließungsplatte 228 für den Ansatz wirkt
als eine innere Seitenwand für
den steuerbordseitigen Abschnitt des Gehäuses, während die Umschließungsplatte 226 für den Ansatz
als eine innere Seitenwand für
den backbordseitigen Abschnitt wirkt. Die zentrierende Federanschlagplatte 230 ist
innerhalb des steuerbordseitigen Abschnitts aufgenommen.
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Unter
Bezugnahme auf 18 erstreckt
sich eine Welle 232 in Querrichtung der Vorrichtung durch Lager 234,
die in Öffnungen
in den Umschließungsplatten 226, 228 für den Ansatz
aufgenommen sind. Ein länglicher
Ansatz 236 ist auf der Welle 232 zwischen den
Umschließungsplatten 226, 228 des
Ansatzes gehalten, und zwar mit Hilfe von zwei Bolzen, die in die
Welle gebohrt und mittels Gewinde in diese eingedreht sind. Bei
einer Drehung der Welle kann der verlängerte Abschnitt des Ansatzes 236 in
der Richtung nach unten angeordnet sein, wie durch das Bezugszeichen 238 in 15 dargestellt ist, wobei
er sich in diesem Fall zwischen den Gabelarmen des Drehkranzes befindet,
um ein Einknicken zu verhindern oder zu begrenzen. Wenn die Welle
nach oben gedreht wird, wie durch das Bezugszeichen 240 in 15 angedeutet ist, wird
der verlängere
Abschnitt des Ansatzes aus dem Bereich zwischen den Gabelarmen herausbewegt.
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Die
Ecken des verlängerten
Abschnitts des Ansatzes sind bevorzugt abgerundet, so daß dann, wenn
sich der Ansatz zwischen den Gabelarmen befindet, scharfe Kanten,
die die Gabelarme beschädigen
könnten,
vermieden sind.
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Eine
zentrierende Feder 242 ist auf der Welle zwischen der Anschlagplatte
für die
zentrierende Feder 230 und der Umschließungsplatte 228 für den Ansatz
vorgesehen.
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Der
backbordseitige Abschnitt weist einen pneumatisch betätigten Drehaktuator 244 auf,
der eine viertel Drehung ausführen
kann. Der Aktuator wird durch Luftdruck gesteuert, der von einem
pneumatischen Steuerungssystem abgeleitet wird, im wesentlichen
so, wie dies oben in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
beschrieben ist. Allerdings kann der Aktuator andere Formen von
Aktuatoren umfassen, vorausgesetzt, daß diese so wirken, daß sie eine
selektive Drehung der Welle veranlassen. Der Aktuator muß eine axiale
Verlagerung der Welle zulassen, obwohl er wirkungsmäßig mit
der Welle in Eingriff steht, um sie zu einer Drehung zu veranlassen.
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Wie
in 16 dargestellt ist,
ist ein Luftvorrat 245 für Notfälle innerhalb des Gehäuses vorgesehen.
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Unter
Bezugnahme auf 18 weist
der Aktuator 244 eine axiale Antriebswelle 248 mit
einem quadratischen Querschnitt auf, die sich in der Richtung der
Hauptwelle erstreckt und in einen axialen Kanal 250 mit
einem quadratischen Hohlquerschnitt, der in der Hauptwelle 232 ausgebildet
ist. Der Aktuator 244 ist mittels Bolzen an einem den Aktuator
haltenden Träger 246 befestigt,
der an der oberen und der vorderen Wand des Gehäuses befestigt ist. Das auf
der Seite des Aktuators liegende Ende der Welle 232 weist
einen zylindrischen Absatz auf, in den ein kreisrundes Keilelement
mit einer zentralen quadratischen Öffnung eingesetzt ist, um die
Antriebswelle 248 des Aktuators aufzunehmen. Das kreisrunde Keilelement
ist mit der Welle verstiftet. Das kreisförmige Keilelement bildet die
hauptsächliche
Antriebsoberfläche,
um ein Drehmoment von der Antriebswelle 248 an die Hauptwelle 232 zu übertragen.
Auf diese Weise kann sich die Hauptwelle 232 in axialer Richtung
entlang der Längsachse
des Keilelements verlagern, während
die Übertragung
der Drehung der Antriebswelle des Aktuators auf die Hauptwelle sichergestellt
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 16 ist
ein Verriegelungszylinder 247 mit einem Kolben 249 vorgesehen,
der mit einem nicht dargestellten axialen Schlitz in der Seite der
Welle 232 ausgerichtet ist, wenn sich die Welle in der
neutralen Position befindet, d. h. wenn der Ansatz 236 keinerlei äußeren seitlichen Kräften unterworfen
ist. Die Betätigung
eines Steuerventils 251 durch den Luftregler 253 veranlaßt den Kolben 249 dazu,
sich in den Schlitz zu erstrecken, um die Welle 232 gegenüber einer
drehenden Verlagerung zu verriegeln, um den Ansatz in der gehobenen
oder abgesenkten Position zu halten, je nachdem, wo sich der Schlitz
befindet.
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Nunmehr
auf 18 Bezug nehmend,
weist die Hauptwelle 232 einen Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 und
einen Zentrierfeder-Anbringungsabschnitt 258 auf.
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Der
Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 und der Federanbringungsabschnitt 258 weisen
jeweils solche Längen
auf, die so gewählt sind,
daß sichergestellt
ist, daß auch
dann, wenn sich der Ansatz in Anschlag gegen eine der Umschließungsplatten 226 oder 228 des
Ansatzes befindet, der Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 noch
in den Lagern 234 gehalten sind. Daher steht dann, wenn
der Ansatz 236 zentriert ist, der Abschnitt 256 über die
Platten 226 und 228 um einen Abstand vor, der zumindest
ebenso groß ist
wie der Abstand des maximalen seitlichen Wegs des Ansatzes in der entgegengesetzten
Richtung. Das steuerbordseitige Ende 260 des Federanbringungsabschnitts
erstreckt sich durch eine Öffnung,
die in der Federanschlagplatte 230 vorgesehen ist.
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Nunmehr
auf 16 und 18 Bezug nehmend, führen die
unterschiedlichen Durchmesser der beiden Abschnitte der Hauptwelle
zu einem Absatz zwischen diesen beiden, wie er mit 262 bezeichnet ist.
Der Absatz 262 dient dazu, eine Anschlagfläche zwischen
dem Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 und einer
Federzurückhaltung 264 und den
diesen zugeordneten Komponenten zu schaffen, die gegen den Absatz 262 oder
den Wellenabschnitt 258 anliegen. Die Federzurückhaltung 264 weist ebenfalls
einen Absatz 266 auf, gegen den die zentrierende Feder 242 anliegt.
Eine zweite Federzurückhaltung 268 ist
um das steuerbordseitige Ende des Federanbringungsabschnitts 258 vorgesehen. Das
steuerbordseitige Ende der zentrierenden Feder 242 ist
auf die zweite Federzurückhaltung 268 aufgesetzt.
Eine zur Verriegelung dienende Kronenmutter 270 ist an
dem steuerbordseitigen Ende des Federan bringungsabschnitts angeordnet,
um gegen die Federzurückhaltung 268 anzuliegen,
wenn die Hauptwelle 232 in Richtung auf die Backbordseite verlagert
wird. Auf diese Weise hat eine seitliche Verlagerung des Ansatzes
zur Backbordseite ihrerseits eine axiale Verlagerung der Welle 232 und
der ihr zugeordneten, der Verriegelung dienenden Kronenmutter 270 zur
Backbordseite zur Folge, die ihrerseits gegen die Federzurückhaltung 268 anschlägt, wobei
sie sie ebenfalls zur Backbordseite drückt und ein Zusammendrücken der
zentrierenden Feder 242 zur Folge hat.
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Wenn
der Ansatz und die Welle nach Steuerbord verlagert werden, stößt der Absatz 262 auf
dem Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 der Hauptwelle
gegen die Federzurückhaltung 264 und veranlaßt sie dazu,
die zentrierende Feder 242 zusammenzudrücken. Eine Bronzebuchse 261 ist
zwischen dem Ansatzanbringungs- und Antriebsabschnitt 256 der
Welle 232 und der Federzurückhaltung 264 vorgesehen.
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Wenn
der Ansatz auf der Hauptwelle so gedreht wird, daß er nach
unten weist und sich zwischen den Gabelarmen des Drehkranzes befindet, führt eine übermäßige Gelenkbewegung
des Anhängers
in bezug auf das Zugfahrzeug dazu, daß der Ansatz in Querrichtung
verlagert wird, d. h. in Axialrichtung in bezug auf die Hauptwelle 232.
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Die
Quer- bzw. seitliche Verlagerung des Ansatzes und der Welle nach
Steuerbord werden dadurch begrenzt, daß der Ansatz gegen die Umschließungsplatte 228 des
Ansatzes anstößt. Eine
Abfederung des Stoßes
des Ansatzes gegen die Umschließungsplatte
des Ansatzes wird wie folgt erzielt. Wenn der Ansatz die Umschließungsplatte
erreicht, hat der Absatz 262 auf der Hauptwelle 232 die
Stoßabsorber 274, 280 und 278 zusammengedrückt, aber
noch nicht bis zu deren maximalem Kompressionszustand. Daher wird
der Abstand zwischen dem steuerbordseitigen Ende der Federzurückhaltung 264 und dem
backbordseitigen Ende des Stoßabsorbers 280, wenn
sich der Ansatz in Ruhestellung in der zentrierten Position befindet,
sorgfältig
dahingehend gewählt,
daß er
geringfügig
kleiner ist als der Abstand von der Seite des Ansatzes bis zu der
Umschließungsplatte 228.
Die Dicke der Stoßabsorber
und die axiale Länge
der Federzurückhaltungen
sind von Bedeutung zum Bereitstellen einer präzisen Abfederung der Welle,
wenn der Ansatz die Umschließungsplatte des
Ansatzes erreicht. Diese Längen
müssen
so gewählt
sein, daß die
Stoßabsorber
an diesem Punkt teilweise zusammengedrückt sind. Die zentrierende Feder
wird auch so gewählt,
daß sie
bei einer maximalen seitlichen Verlagerung des Ansatzes nicht mit einem
Ende freikommt. Es sei darauf verwiesen, daß die Anzahl der Stoßabsorber
verändert
werden könnte,
und daß zumindest
ein Stoßabsorber
bereits wirksam wäre.
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Wenn
die Hauptwelle einer maximalen axialen Verlagerung weg von dem Aktuator
nach Steuerbord unterworfen ist, ist die Antriebswelle 248 des Aktuators
ausreichend lang, so daß sie
immer noch innerhalb des Kanals 250 der Hauptwelle 232 aufgenommen
ist.
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Wenn
der Ansatz keinerlei äußeren Kräften unterworfen
ist, drückt
die zentrierende Feder 242 so auf die Federzurückhaltung 264,
daß der
Absatz 262 so weit verschoben wird, bis sich die Federzurückhaltung 264 in
vollem Anschlag gegen die Buchse 261 befindet. Die zentrierende
Feder 242 drückt
auch auf die Federzurückhaltung 268,
so daß die
der Blockierung dienende Mutter 270 verschoben wird, bis
die Federzurückhaltung 268 und
der zwischengeordnete Stoßabsorber 278 in
vollem Anschlag gegen die Federanschlagplatte 230 sind.
Wenn ein volles Anschlagen bzw. Anliegen der Federzurückhaltungen an
beiden Seiten erreicht ist, ist die Welle zentriert. Der Ansatz
ist auf der Welle so positioniert, daß er sich an einer neutralen
Stellung befindet, wenn die Welle durch die zentrierende Feder 242 zentriert
ist.
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Wenn
die Welle zur Backbordseite verlagert wird, wirkt die Kronenmutter 270 so,
daß die
Druckscheibe 276, der Stoßabsorber 278, die
Federzurückhaltung 268 und
der Stoßabsorber 280 zur
Backbordseite verlagert werden, was zu einem teilweisen Zusammendrücken der
Stoßabsorber
führt,
wenn der Ansatz die Umschließungsplatte 226 des
Ansatzes erreicht.
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In
der vorangegangenen Beschreibung war davon die Rede, daß die Federzurückhaltungen
gegen die ihnen zugeordneten Platten anliegen bzw. anschlagen. Allerdings
sind eigentlich eine Druckscheibe 272 und ein Stoßabsorber 274 zwischen
der Umschließungsplatte 228 des
Ansatzes und der Federzurückhaltung 264 angeordnet,
und eine Druckscheibe 276 und ein Stoßabsorber 278 sind
zwischen der Federanschlagplatte 230 und der Federzurückhaltung 268 angeordnet.
Ein zusätzlicher
Stoßabsorber 280 ist
an dem backbordseitigen Ende der Federzurückhaltung 268 angeordnet.
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Die
Welle kann dadurch entfernt werden, daß zunächst die backbord- und steuerseitigen
Abdeckungen abgenommen werden. Der den Aktuator haltenden Träger 246 wird
dann abgenommen, wobei die Antriebswelle 248 des Aktuators
aus dem hohlen Kanal 250 der Hauptwelle 232 herausgezogen
wird. Die Verriegelungsmutter 270 an dem steuerbordseitigen
Ende der Hauptwelle 232 wird abgenommen, und die Bolzen,
die den Ansatz 236 auf der Hauptwelle halten, werden entfernt.
Die gesamte Welle 232 kann dann aus der Backbordseite herausgezogen
werden. Dies ermöglicht
einen Austausch oder eine Reparatur der Welle und der anderen Komponenten
der Vorrichtung, soweit erforderlich.
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Einem
Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet der Technik ist klar, daß verschiedene
Veränderungen
an der bevorzugten und alternativen Ausführungsform vorgenommen werden
könnnen,
die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben worden sind, ohne
daß der
Bereich der Erfindung verlassen wird, wie er in den Ansprüchen festgelegt
ist.