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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsanordnung mit Schmierteilen
und insbesondere auf eine Sattelkupplung.
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Eine herkömmliche Kupplung für lange Anhänger ist die bekannte
Sattelkupplung mit einer großen gegabelten Lagerplatte, die einen Zugsattelzapfen
aufnimmt und mit einer oder mehreren Klauen festhält. Der Zugsattelzapfen ist an
einem Anhänger montiert, der ebenfalls eine Lagerplatte besitzt, die auf der
oberen Oberfläche der Kupplung liegt und sich darauf dreht, so dass eine
Gelenkverbindung zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine möglich ist. Diese
Drehbewegung wird typischerweise von einer Schmierfettschicht auf der
Kupplungsoberfläche unterstützt. Dieses Schmierfett ist nicht nur schmutzig, sondern neigt
auch dazu, Schmutz und Staub festzuhalten, die Reibung verursachen, und ist
deshalb unerwünscht.
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Verschiedene Versuche wurden in der Vergangenheit unternommen, eine
Schmieroberflächenschicht für die Kupplung ohne die üblicherweise
notwendigen übermäßigen Mengen an Schmierfett zu gewährleisten. Diese Versuche
werden ausführlich dargelegt in den US-Patenten 5,263,856 von Huehn et al.,
3,174,812 von Widmer, 3,704,924 von Lowry, 3,275,390 von Franks, 5,066,035
von Athans et al., 3,924,909 von Kent et al., 4,121,853 von McKay, 4,457,531
von Hunger, 4,169,912 von St. Louis, 4,752,081 von Reeners et al. und 4,805,926
von Mamery. Viele davon würden eine vollständige Neukonstruktion der Kupplung
notwendig machen. Andere haben Befestigungsvorrichtungen, die sich
unerwünschterweise bis oberhalb des Schmiermaterials erstrecken. Bei manchen ist
die Schmierschicht praktisch dauernd an der Kupplung angebracht, so dass der
Austausch eines verschlissenen Teils sehr schwierig und teuer ist. Konstruktionen
wie in Patent 3,174,812 erfordern besondere Hohlräume in der Sattelkupplung
und bieten nur eine kleine Lagerfläche, die als unzureichend angesehen wird. Als
Konsequenz dieser und ähnlicher Mängel, weisen die in Verwendung
befindlichen Sattelkupplungen im Grunde immer noch die bekannte
schmierfettbeschichtete Metallplatte auf.
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US-Patent 5,165,714 diskutiert eine Zugkupplung mit einer
Lagerplattenschmierfütterung und einer Kupplungslagerplatte, die eine einfache Verschleißfütterung
aufnimmt. Die Verschleißfütterung wird mit einer Senkschraube an der
Lagerplatte befestigt.
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Gemäß der Erfindung wird eine Sattelkupplung bereitgestellt, wie im
unabhängigen Anspruch 1 beschrieben,. Ausführungsformen der Erfindung werden in den
abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine Sattelkupplung bereit, mit
besonders angeordneten, zueinander passend ausgebildeten Schmierpolstern, die
auf der Kupplungsplatte angebracht sind und im wesentlichen die gesamte
Lagerfläche bedecken, die dennoch so angeordnet sind, dass jedes Polster sich zu
einem Grad unabhängig bewegen kann, der eine lokale "Ruckgleit"-Bewegung
zwischen dem Schmierpolster und der darüberliegenden Zuglagerplatte
ermöglicht. Schmierpolymerschichtsegmente, die austauschbare Segmentpolster bilden,
sind mit ähnlich ausgeformten Segmentstahlverstärkungsplatten verbunden.
Gewindebolzen sind mit den Verstärkungsplatten verschweißt, erstrecken sich nur
von ihrem Boden aus, die Bolzen erstrecken sich nach unten durch Öffnungen in
der Kupplungsplatte zur Sicherung an der Kupplungsplatte durch Muttern. Die
zueinander passend ausgebildeten Segmentpolster sind in Gruppen zu drei oder
sechs, mit seitlichen Polstern in spiegelbildlicher Anordnung zueinander und
einem gemeinsamen, überlappenden, vorderen Polster oder einem Paar
spiegelbildlicher vorderer Polster, wobei letztere einen Schaftbereich haben, der sich
zwischen die seitlichen Polster erstreckt, und die einen vorderen Querbereich
haben, der die seitlichen Polster überlappt.
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Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist die einander angepasste
Gruppe von Einzelpolstern in einem umlaufenden aufrechten Rand gehalten und ragen
darüber hinaus. Jedes Polster kann eine Torsionslast auf das benachbarte Polster
und dann auf den umlaufenden Rand übertragen, zur gemeinsamen gegenseitigen
Stützung, wobei eine unabhängige Oberfläche-auf-Oberfläche-Bewegung
zwischen jedem Polsters und der Anhängerlagerplatte möglich ist. Im Fall einer
Kipplast stellt der umlaufende Rand eine Stützstruktur zur Stützung der Punktlast
und signifikante Beschädigung der Schmierpolsterelemente verhindernd dar.
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Im Ergebnis ist die obere Oberfläche der neuen Konstruktion frei von
hervorstehenden Befestigungselementen, die Schmutzansammlung, Korrosion, Minderung
der Polsterfestigkeit und Reduzierung des maximal nutzbaren
Lageroberflächenbereichs verursachen könnten.
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Die Polster können einzeln entfernt und ersetzt werden. Zudem ist nur ein
Minimum an Gußformen zur Formung der Polymerpolsterelemente erforderlich.
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Nachfolgend werden exemplarisch und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei
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Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Kupplung gemäß der Erfindung mit einer
Anordnung von drei Polster zeigt;
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Fig. 2 eine Aufsicht auf die Kupplung aus Fig. 1 vor Anbringen der
Schmierpolsteranordnung zeigt;
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Fig. 3 eine Seitenansicht der Konstruktion aus Fig. 2 zeigt;
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Fig. 4 einen vergrößerten Querschnittsteilaufriss der Kupplung aus Fig. 2 und
Fig. 3 zeigt;
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Fig. 5 einen vergrößerten Querschnittsteilaufriss ähnlich wie Fig. 4 zeigt, aber
mit darauf angebrachter Schmierpolsteranordnung;
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Fig. 6 eine Aufsicht auf eine der seitlichen Stahlunterplatten mit den Stellen für
die angeschweißten Befestigungsbolzen zeigt;
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Fig. 7 eine Setenkantenansicht der Konstruktion aus Fig. 6 zeigt;
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Fig. 8 eine Aufsicht auf die vordere Stahlunterplatte der vorderen
Polsteranordnung mit den Stellen für die angeschweißten Befestigungsbolzen zeigt,;
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Fig. 9 eine Seitenansicht der Unterplatte aus Fig. 8 zeigt; und
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Fig. 10 eine Aufsicht auf die Sattelkupplung der Fig. 1 zeigt, aber unter
Verwendung einer Anordnung mit sechs Polstern statt der mit drei Polstern.
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Die Sattelkupplung (10), die in Fig. 1 bis 9 dargestellt ist, weist eine
Sattelkupplungsplatte (12) auf mit einem gegabelten hinteren Bereich, der seitlich beabstandete
Abschrägungen (14) beidseitig einer Aufnahme (16) für einen
Zugsattelzapfen und eines Maules (18) bildet. In der dargestellten Sattelkupplung sind ein
Paar Klauen, wie die in US-Patent 4,428,595, in bekannter Weise auf Drehbolzen
(20) angebracht, um darauf zu drehen und einen herkömmlichen herabhängenden
Zugsattelzapfen (nicht dargestellt) eines Anhängers in Maul (18) festzuhalten, bis
dieser absichtlich gelöst wird. Diese Kupplung hat einen umlaufenden aufrechten
Rand (12'), der um beide Seiten und um das vordere Ende der Kupplung verläuft,
und so eine Vertiefung (12") oben in der Kupplungsplatte bildet (Fig. 4). Ein
unterer Verstärkungsquerbalken (20a) ragt in konventioneller Weise durch die
Aufnahme (16) unter das Niveau des eintretenden Zugsattelzapfens heraus. Die
gegenüberliegenden Seiten der Platte (12) sind auf Lagerzapfen (22) in
herkömmlicher Weise angebracht, so dass sie sich vorwärts und rückwärts auf einer
Querdrehachse drehen. Die Kupplungsplatte (12) weist auf der gesamten Fläche eine
Anordnung aus Öffnungen (24) auf (Fig. 2), die sich durch die Dicke der Platte
erstrecken.
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In Fig. 1 sind speziell angeordnete, zueinander passend ausgebildete und
zusammenwirkende Schmierpolsterunteranordnungen gezeigt, die auf die
Kupplungsplatte (12) zu montieren sind, wobei ein Paar (30) davon auf gegenüberliegenden
lateralen Seiten der Aufnahme und des Mauls der Platte angeordnet ist, und das
dritte (32) davon eine vordere, im wesentlichen T-förmige Unteranordnung von
Schmierpolstern ist. Die beiden Polster (30) stehen im wesentlichen in
spiegelbildlicher Beziehung zueinander und haben die gleiche bogenförmige,
krummlinige Konfiguration, deren Bögen um Aufnahme- und Maulbereich herumgehen
und radial zum äußeren Ende der Vertiefung (12") verlaufen, d. h. heraus zum
Rand (12'). Die T-förmige Polsterunteranordnung (32) weist seitliche Teile auf,
welche die Polsterunteranordnungen (30) überlappen und das Querglied des T
bilden, und einen zweiten Teil, der sich nach hinten zwischen die beiden erstreckt
und das lange Teil des T bildet, in einer im wesentlichen T-förmigen Anordnung.
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Die Vertiefung, und auch die drei Polsterunteranordnungen bedecken im
wesentlichen die gesamte Sattelkupplungsplatte:
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Jede der dargestellten (Fig. 5) Polsterunteranordnungen (30) weist eine
Stahlunterplatte (40) mit einer oberen und unteren Oberfläche auf. Mit der oberen
Oberfläche der Stahlplatte (40) ist die Schmierauflage (42) verbunden, deren untere
Oberfläche unterhalb des Niveaus des umlaufenden Randes (12') ist. Die
Stahlplatte (40) besteht vorzugsweise aus Walzblech mit einer Dicke von ungefähr
0,762 mm bis 3,18 mm (0,030 bis 0,125 inch). Mehrere Gewindebolzen (44) sind
mit ihren oberen Enden an die untere Oberfläche der Platte (40) geschweißt.
Diese Bolzen sind lichtbogengeschweißt in einer Anordnung auf den einzelnen
Polstern positioniert, die zu Teilbereichen einer Gesamtanordnung von Öffnungen
(24) -in Platte (12) korrespondiert, um den Bolzen zu erlauben, nach unten durch
die Kupplungsplatte zu verlaufen zur Sicherung durch eine Unterlegscheibe (46)
und eine Mutter (48) auf jedem Bolzen.
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Die Schmierauflage (42) ist ausreichend dick, um über den umlaufenden Rand
(12') herauszuragen, d. h. ihre obere Lageroberfläche befindet sich über dem
Rand. Ihre obere Oberfläche ist undurchbrochen. Die Aufläge kann aus einem
beliebigen der verschiedenen Schmierwerkstoffe bestehen, die typischerweise ein
Polymermaterial enthalten oder daraus bestehen, bevorzugt mit Glasfasern
verstärktes Nylon oder Polytetrafluoroethylen eingebettet in einer Sintermatrix. Die
Schmierauflage kann auf die Unterplatte aufgeformt sein und in situ verbunden
werden, oder als vorgefertigte Auflage aufgebracht und mit der Unterlage z. B.
mit einem Klebstoff verbunden werden. Die Schmierauflagen erfordern nur zwei
Gußformkonfigurationen zur Herstellung, da die Auflagen für die seitlichen
Polster (30) nur jeweils zueinander invertierte Formen sind.
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In Bezug auf Fig. 6 zeigt die dort dargestellte Bolzenanordnung entweder die
Unterseite der linken Unterplatte, oder die bei Betrachtung der Oberseite der
rechten Unterplatte mit gestrichelter Linie darzustellenden Positionen der
Bolzenanordnung. Fig. 8. stellt die Bolzenanordnung bei Sicht von der Unterseite der
Unterplatte dar, oder die bei Betrachtung der Oberseite der Unterplatte mit
gestrichelter Linie darzustellenden Positionen.
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In Fig. 10. ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, die sechs
Polsterunteranordnungen statt wie in den oben beschriebenen Ausführungen drei
verwendet. In dieser Konstruktion ist die Kupplungsplatte (12) die gleiche wie die oben
bei der Ausführung in Fig. 1 beschriebene. Die Polster sind in der gleichen
Gesamtanordnung angeordnet wie oben gezeigt und beschrieben, die
Bolzenanordnung ist vorzugsweise vergleichbar und die Öffnungsanordnung in der
Kupplungsplatte (12) ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Hier gibt es
aber anstelle der einzelnen Polsterunteranordnungen (30 und 32) drei Paare von
spiegelbildlichen Doppelpolstern (130a und 130b, 131a, 131b, sowie 132a und
132b). Wiederum sind nur zwei Grundgußformen für alle einzelnen
Schmierauflagen erforderlich, da die Konfiguration der Polster 130a und 131b gleich ist, nur
um 180º in der gleichen Ebene gedreht, und 130a und 130b sind ebenso wie 131a
und 131b Spiegelbilder voneinander, d. h. invertiert, wie auch die Polster 132a
und 132b Spiegelbilder voneinander sind, d. h. invertiert.
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Daher müssen nur zwei Gußformen zur Herstellung der Polster verwendet
werden, eine für 130a, 130b, 131ä und 131b und die zweite für 132a und 132b. Es ist
denkbar, die beiden vorderen Polster 132a und 132b durch das eine vordere
Polster 32 der ersten Ausführungsform zu ersetzen.
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Bei Verwendung einer der Ausführungsformen ist die Montage der zueinander
passend ausgebildeten Polsterunteranordnungen einfach, nämlich das Positionieren
der beiden Auflagepolster mit den Bolzen, die sich nach unten durch die
Öffnungen erstrecken, und das Befestigen der Muttern in Position zum Halten der
Polster auf der Kupplungsplatte. Austausch der Polster, sei es einzeln oder
zusammen, ist ebenfalls, einfach zu bewerkstelligen, indem man die Muttern (48)
von den. Bolzen (44) entfernt, die verschlissenen Polsterunteranordnungen von
der Kupplungsplatte abhebt und sie durch neue ersetzt.
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Die passende Ausbildung der Polster zueinander und mit dem umlaufenden Rand
ermöglicht es den Polstern und dem Rand gemeinsam und im Zusammenwirken
den überschüssigen Scherlasten und/oder Torsionslasten stanzuhalten, zugleich
ist jedes Polster in der Lage unabhängig zu wirken in Oberfläche-auf-Oberfläche-
Beziehung mit der aufliegenden Anhängerlagerplatte bis zu einem bestimmten
Grad, was lokalisierte "Ruck-Gleit"-Bewegungscharakteristik des
Reibungskontaktes zwischen dem Polymer der Polsteroberfläche und dem Metall der
aufliegenden Anhängerlagerplatte ermöglicht.