EP4572966A1 - Spurführungssystem - Google Patents

Spurführungssystem

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Publication number
EP4572966A1
EP4572966A1 EP23757208.6A EP23757208A EP4572966A1 EP 4572966 A1 EP4572966 A1 EP 4572966A1 EP 23757208 A EP23757208 A EP 23757208A EP 4572966 A1 EP4572966 A1 EP 4572966A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axle
watt
guide element
trailer
chassis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23757208.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raid Mazyek
Helko Mues
Abdullah JABER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trailer Dynamics GmbH
Original Assignee
Trailer Dynamics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trailer Dynamics GmbH filed Critical Trailer Dynamics GmbH
Publication of EP4572966A1 publication Critical patent/EP4572966A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60G9/00Resilient suspensions of a rigid axle or axle housing for two or more wheels
    • B60G9/003Resilient suspensions of a rigid axle or axle housing for two or more wheels the axle being rigidly connected to a trailing guiding device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G9/02Resilient suspensions of a rigid axle or axle housing for two or more wheels the axle or housing being pivotally mounted on the vehicle, e.g. the pivotal axis being parallel to the longitudinal axis of the vehicle
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D65/00Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/12Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components the sub-units or components being suspensions, brakes or wheel units

Definitions

  • the invention relates to a tracking system for guiding and stabilizing a vehicle axle along a lane according to the preamble of claim 1 and to a vehicle axle of a semi-trailer with such a tracking system.
  • the tractor unit is a vehicle derived from the truck that has a fifth wheel coupling for the trailer instead of a loading area.
  • the axles of the tractor unit are usually guided over a Panhard rod, whereas the trailer, which is typically designed with three axles, usually has no tracking at all, as these axles are only carried along and are not used for propulsion purposes.
  • the trailer axle is a driven axle.
  • the guided trailer axle comprises a motor-gear unit, the motor-gear unit of the trailer axle being dimensioned such that it represents a smaller support drive for a larger main drive of a tractor unit.
  • the tracking system is arranged parallel to the driven trailer axle, with the tracking system being adapted to the geometry of a three-axle trailer. This supports clean power transmission, particularly in the transverse direction of the vehicle axle, and a mechanical balance is established. Overall, this prevents secondary loads on the vehicle axle.
  • the proposed system cannot necessarily be adapted to a trailer axle.
  • the system can be used on functional steering chassis mounted on one side.
  • a wide variety of fastening and arrangement variants of the system can be implemented.
  • the guided vehicle axle can be, for example, a drawbar trailer axle.
  • the guided vehicle axle can be a Dollie axle. These can each be main drive axles and/or driven trailing axles and/or driven steering axles.
  • the tracking system can also transmit torque in addition to the straight guidance of the trailer axle. In this way, unwanted rotational movements of the trailer axle about at least one of its main axes can be effectively suppressed.
  • the lateral offset in relation to their common straight direction also allows a particularly compact and space-saving arrangement of the Watt rod arrangement and at the same time increases the design freedom with regard to the shape and spatial arrangement of the Watt rods.
  • the Watt rods are designed to be adjustable in length in the transverse direction, the Watt rods having an adjusting element for adjusting their length.
  • the adjusting element makes it possible to make a simple and quick adjustment or adjustment of the track width and the efficiency of the Watt linkage arrangement without having to dismantle it beforehand. This also opens up the possibility of aligning the tracking system centrally on the trailer axle during assembly and guiding it into the correct position.
  • the adjustability of the Watt rods compensates for manufacturing tolerances, which in turn has a positive effect on manufacturing costs and manufacturing effort.
  • the adjusting element is designed as a rotating nut and is arranged centrally on the cotton rods, with the sections of the cotton rods adjacent to the rotating nut being provided with opposing threads.
  • the combination of the opposing threads of the cotton rods and the rotating nut represents a very simple and cost-effective variant of an adjustment function.
  • the central arrangement means that the right and left of the rotating nut are at the same distance, which means that the cotton rods can be adjusted evenly.
  • milled key surfaces can also be provided, for example, which function as adjusting elements.
  • the guide element is attached essentially centrally to the vehicle axle. This creates a mechanical equilibrium and secondary loads due to dislocations and lever arm effects are largely suppressed.
  • the guide element is preferably elliptical, with the guide element having a central opening.
  • the central opening is suitable for storage purposes of the guide element on corresponding receiving elements and is preferably arranged aligned with the guide direction axis.
  • the central opening of the guide element is guided in a straight line in the guide direction.
  • the central opening of the guide element preferably has a groove for lubricating the rotatable bearing of the guide element.
  • the elliptical guide element is preferably designed to be widest at the level of the central opening, with the elliptical guide element having narrow ends which extend in the vertical and guide directions. Due to the wider design of the center of the guide element, the torque transmission and the scaling of the Watt rods along their straight guidance direction is improved.
  • This embodiment also specifies the exact alignment and geometric adjustment of the guide element. Because the narrow ends of the guide element are aligned in the vertical direction or in the guide direction of the Watt rods, the entire ride height variance of a trailer can be covered with the tracking system. As a rule, depending on the adjustment of the chassis, there is a maximum height difference of 300 mm in relation to a standard height of the trailer in an initial position that must be reflected by the guidance system.
  • the elliptical shape and the design of the narrow ends in the vertical direction ensure that the tracking system can be used with height changes of up to 300 mm. Even in a so-called emergency running operation of the trailer or semi-trailer vehicle as well as during the coupling process and when driving on very steep ramps or the like, this embodiment always ensures stable guidance of the trailer axle.
  • two holding brackets are provided in the area of the outer longitudinal ends of the cotton rods, the holding brackets being arranged perpendicular to the underside of the chassis. It is preferred that the holding brackets have recesses, the recesses of the holding brackets being adapted in shape to corresponding chassis sections on the underside of the chassis.
  • the holding brackets arranged perpendicular to the underside of the chassis connect the cotton rods to the chassis and serve as a reinforcing intermediate element. Because the holding brackets are arranged vertically, the Watt rods can be fixed, for example, using a simple bolt bearing, without negatively affecting the desired movement of the Watt mechanism.
  • the holding brackets can be attached to corresponding chassis sections in a practically form-fitting manner. Due to the positive connection after the holding brackets have been attached, it is advantageous to attach the holding brackets to the chassis in a materially bonded manner (for example by welding) and to a corresponding axle bracket on a third axle of the trailer. Overall, the support brackets according to this design can be easily integrated into the underside of the chassis.
  • the outer longitudinal ends of the cotton rods are rotatably and pivotably mounted in the holding brackets via joint bearings, the holding brackets having stiffening struts which extend diagonally over the entire height of the holding brackets.
  • the holding brackets have a material with a high tensile strength, in particular the material structural steel S500.
  • the support brackets are subjected to extremely high mechanical stresses when operating the tracking system. Due to their high tensile strength, the brackets can also withstand high transverse and lateral guiding forces. This reduces the risk of breakage and prevents bending.
  • the invention provides that the axle bridge is designed as a rectangular tubular profile, the rectangular tubular profile comprising an inner framework for reinforcing the axle bridge.
  • the tubular profile of the axle bridge and the internal framework increase the rigidity and mechanical strength of the axle bridge.
  • the overall weight of the guidance system is reduced.
  • Other tube profile shapes that have an inner framework are also conceivable.
  • the decisive factors for the profile selection are primarily the manufacturing effort and the manufacturing costs.
  • the inner framework of the axle bridge can preferably have transverse and/or longitudinal and/or diagonal struts. The struts stiffen the axle bridge and, above all, increase the mechanical bending strength and torsional rigidity.
  • the guide element is attached to the axle bridge, with the guide element being arranged essentially centrally on the axle bridge.
  • the guide element is rotatably mounted on the axle bridge.
  • the guide element can also absorb driving dynamic torques in addition to the driving dynamic forces. These can, for example, act on the guide element or on the trailer axle in the form of rolling movements of the trailer.
  • the rotatable mounting of the guide element thus relieves the load on the trailer axle by absorbing the forces and moments that occur during driving dynamics and thereby preventing the load transfer to the trailer axle.
  • the central opening of the guide element described above is advantageously suitable for accommodating a suitable bearing element.
  • a further preferred embodiment variant of the invention provides that the axle bridge has a bearing pin arranged essentially perpendicular to the trailer axle for rotatably mounting the guide element, the bearing pin being arranged in alignment with a central longitudinal axis of the vehicle. It is particularly preferred that the bearing pin is guided in the longitudinal direction through the vertical elevations of the axle bridge and through the guide element attached to the axle bridge. The bearing pin is preferably guided through the central opening of the guide element. This represents a particularly compact and solid structure of a Watt linkage arrangement and supports uniform torque absorption on the guide element.
  • the bearing journal is preferably cylindrical. As a result, the bearing pin can be stored in openings in the vertical elevations and passed through the central opening of the guide element.
  • FIG. 2 shows a schematic individual representation of a tracking system according to the invention for a trailer axle in the dismantled position
  • FIG. 3a shows a schematic front view of a tracking system according to the invention for a trailer axle in a standard ride height position
  • Fig. 4 is a schematic oblique view of an alternative (inverse) embodiment of a tracking system for a trailer axle in the assembled position.
  • the track guidance system generally designated 10 in Fig. 1, for guiding and stabilizing a trailer axle A (not shown in detail) along a lane, comprises a Watt linkage arrangement aligned in the transverse direction Q for relatively movably connecting the trailer axle A to an underside x of a chassis (not shown).
  • This is a driven trailer axle A of a semi-trailer vehicle.
  • the tracking system 10 is arranged parallel to the driven trailer axle A, the tracking system being adapted to the geometry of a three-axle trailer.
  • the trailer axle A comprises a motor-gear unit (not shown), the motor-gear unit of the driven trailer axle A being dimensioned such that it represents a smaller support drive for a larger main drive of a tractor unit.
  • an axle bridge 40 is provided for mechanically supporting the trailer axle A and for receiving the guide element 30, the axle bridge 40 having vertical elevations 42 in the vertical direction H on its long sides.
  • the axle bridge 40 is arranged parallel to the trailer axle A, with the vertical elevations 42 essentially having a triangular shape.
  • the guide element 30 is attached essentially centrally to the axle bridge 40 and to the trailer axle A.
  • the axle bridge 40 is provided with a base body 43, with at least two support links 44 being provided which connect the base body 43 to the underside x of the chassis.
  • the support links 44 extend in the longitudinal, transverse and vertical directions L, Q, H.
  • the axle bridge 40 is arranged in relation to the longitudinal direction L between the base body 43 and the Watt linkage arrangement, with the base body 43 on the long side of the axle bridge 40 is arranged, which faces the guided trailer axle A.
  • the guide element 30 is elliptical and has narrow ends 32 which extend in the vertical and guide directions H, F.
  • the Watt rods 20 have inner and outer longitudinal ends 22, 24.
  • the inner longitudinal ends 22 of the Watt rods 20 are rotatably and pivotally fixed to the narrow ends 32 of the elliptical guide element 30 via joint bearings 26.
  • the outer longitudinal ends 24 of the Watt rods 20 are also rotatable and pivotable in the holding brackets 60 via joint bearings 26 and thus fixed to the underside x of the chassis.
  • the support links 44 illuminated in FIG. 1 are also rotatably and pivotably attached to the base body 43 and to the underside x of the chassis via similar joint bearings.
  • the joint bearings 26 of the Watt rods 20 essentially lie in a common plane of movement.
  • the Watt rods 20 are designed to be adjustable in length in the transverse direction Q, the Watt rods 20 having an adjusting element 27 for adjusting their length.
  • the adjusting elements 27 are designed as a rotating nut and are arranged centrally on the Watt rods 20, the ones adjacent to the rotating nut Sections of the wading rods 20 are provided with opposing threads (not shown).
  • the at least two Watt rods 20 are arranged spaced apart from one another along their common guide direction F, the Watt rods 20 being arranged laterally offset with respect to their common guide direction F.
  • Fig. 3a shows schematically the position of the tracking system 10 at a standard ride height of the trailer.
  • a maximum ride height difference of 300 mm is set in relation to the standard ride height, that is, the chassis of the trailer is increased by 300 mm in relation to the standard ride height.
  • the central opening 31 of the guide element 30 and thus also the bearing pin 45 is always guided on the guide axis or along the guide direction F in a straight line and perpendicular to the underside x of the chassis.
  • the guide element 30 is rotatably attached to the bearing pin 45.
  • the traverse 70 accommodates the bearing pin 45 for the rotatable mounting of the guide element 30, and on the other hand, the traverse 70 is connected to the underside x of the chassis via the chassis rails 74.
  • the traverse 70 also has a U-profile 73 in the area where the bearing pin 45 is mounted to simplify the assembly of the bearing pin 45.
  • the traverse 70 is trapezoidal and has a trapezoidal recess 71.
  • the trapezoidal traverse 70 and the trapezoidal recess 71 are each aligned with their shorter sides towards the road.
  • two mounting points 72 for the outer longitudinal ends 24 of the wading poles 20 are provided on the side of the trailer axle A.
  • the inner longitudinal ends 22 of the Watt rods 20 are connected to the guide element 30 as in the adverse version.
  • the recording points 72 on the outer longitudinal ends 24 of the Watt rods 20 are formed on the functional links 50 and at the level of the Watt rods 20.
  • the left recording point 72 extends in the vertical direction H in order to adjust the height difference between the two watt rods 20.
  • the invention is not limited to one of the previously described embodiments, but can be modified in many ways.
  • several Watt rods and/or guide elements can be provided in different design variants.
  • the bearing journal can be stored directly via the chassis without an axle bridge.
  • a trailer axle 44 support arms

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spurführungssystem (10) zum Führen und Stabilisieren einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur, umfassend eine Wattgestängeanordnung zum relativbeweglichen Verbinden der Fahrzeugachse mit einer Unterseite (x) eines Fahrgestells, wobei die Wattgestängeanordnung wenigstens zwei in ihrer Führungsrichtung (F) übereinstimmende und in Querrichtung (Q) angeordnete Wattstangen (20) aufweist, wobei die Wattgestängeanordnung ein Führungselement (30) zur Geradführung der Fahrzeugachse entlang der Führungsrichtung (F) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wattstangen (20) über ihre Längsenden (22, 24) an dem Führungselement (30) und an dem Fahrgestell befestigt sind, wobei die geführte Fahrzeugachse eine Trailerachse (A) eines Sattelaufliegers ist.

Description

Spurführungssystem
Die Erfindung betrifft ein Spurführungssystem zum Führen und Stabilisieren einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Fahrzeugachse eines Sattelaufliegers mit einem derartigen Spurführungssystem.
Spurführungsvorrichtungen zum Führen einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur und relativ zu einem Fahrgestell sind sowohl bei Personenkraftwagen (kurz Pkw), als auch bei Lastkraftwagen (kurz Lkw) allgemein bekannt. Sie dienen in erster Linie zur Aufnahme und Übertragung von fahrdynamischen Kräften und stabilisieren die Spurtreue einer Rad- und Achsaufhängung während einer Fahrt.
Es ist bekannt, im Pkw Bereich Fahrzeugachsen mittels eines nach dem Erfinder James Watt benannten Wattmechanismus zu führen und zu stabilisieren. Der Wattmechanismus stellt dabei ein Koppelgetriebe zur Umwandlung von Bewegungsarten dar und setzt sich aus wenigstens zwei Wattstangen und einem Führungselement (auch Watt-Parallelogramm, Watt’scher Lenker oder Watt-Kreuz) zusammen. Das Führungselement ist drehbar an der geführten Fahrzeugachse angeordnet. Die Wattstangen sind in Querrichtung parallel zur geführten Fahrzeugachse angeordnet. Dabei sind die Wattstangen über ihre Längsenden einerseits mit der Fahrzeugkarosserie und andererseits mit dem Führungselement verbunden. Sie wandeln über das Führungselement eine rotatorische Schwenkbewegung in der Ebene in eine angenähert geradlinige Bewegung um. Dadurch kann trotz fahrdynamischer Belastungen stets eine Geradführung der Fahrzeugachse in Führungsrichtung der Wattstangen erfolgen. Der Wattmechanismus wird verschiedentlich an Pkw mit Starrachse oder mit Verbundlenkerachse zur Rad- und Spurführung verwendet, um eine Längs- oder Seitwärtsbewegung der Fahrzeugachse zu verhindern und die Fahrdynamik zu verbessern.
Im Lkw- und Nutzfahrzeugbereich werden Starrachsen bei fast allen Fahrzeugtypen eingesetzt. Die Starrachsaufhängung stellt grundsätzlich ein Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden dar, wobei die Räder einer Achse über einen starren Achskörper miteinander verbunden werden. Der Achskörper wird dabei von Blattfedern, Lenkern und Gelenken relativ zum Fahrgestell bzw. Aufbau geführt. Die Spurführung der Fahrzeugachsen erfolgt in der Regel über einen sogenannten „Panhardstab“. Der Panhardstab übernimmt die Querführung der Achse. Oftmals wird der Panhardstab wegen dieser Funktion auch als „Querlenker“ bezeichnet. Sattelkraftfahrzeuge (kurz Sattelzüge) sind ein Gespann aus einer Sattelzugmaschine und einem daran angekoppelten Sattelauflieger (nachfolgend Trailer).
Die Sattelzugmaschine ist ein vom Lastkraftwagen abgeleitetes Fahrzeug, das anstelle einer Ladefläche eine Sattelkupplung für den Trailer aufweist. Die Achsen der Sattelzugmaschine werden in der Regel über einen Panhardstab geführt, wohingegen der typischerweise dreiachsig ausgebildete Trailer für gewöhnlich gar keine Spurführung aufweist, da diese Achsen lediglich mitgeführt werden und nicht zu Antriebszwecken dienen.
Von Nachteil hierbei ist, dass das Weglassen einer Spurführungseinrichtung bei Trailerachsen mit unerwünschten Oszillationen der Trailerachse einhergeht und zu erhöhtem Reifenverschleiß sowie Beschädigungen an den Lagereinheiten der Lenker und Gelenke führt. Zudem wird dadurch die Dauerfestigkeit der Funktionslenker bzw. der gesamten Achsaufhängung negativ beeinflusst. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine der Trailerachsen angetrieben wird und beispielsweise mit einem elektrischen Unterstützungsantrieb ausgestattet ist. Bei ungünstigen Witterungsbedingungen sowie Unebenheiten oder Gefällen der Fahrbahn, kann dies sogar zu dynamischen Destabilisierungen der angetriebenen Trailerachse führen. Die analoge Verwendung eines Panhardstabs zur Spurführung von Trailerachsen ist nicht zielführend. Von Nachteil ist dabei, dass die Spurführung mitels Panhardstab nur in einem ganz engen Fahrhöhenbereich umgesetzt werden kann, der Trailer aber je nach Situation unterschiedliche Fahrhöhen einstellen muss. Ferner erfolgt die Vertikalbewegung der Fahrzeugachse bei der Führung mittels Panhardstab nicht senkrecht und geradlinig. Eine nahezu senkrechte und geradlinige Führung ist jedenfalls bei einer angetriebenen Trailerachse erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein verbessertes Spurführungssystem zu schaffen, das mit einfachen Mitteln kostengünstig und kompakt aufgebaut ist sowie eine im Wesentlichen senkrechte und geradlinige Vertikal- bzw. Hochbewegung bei der Führung einer Fahrzeugachse ermöglicht. Die Vorrichtung soll aus möglichst wenigen Einzelkomponenten bestehen, die sich ohne großen Platzbedarf an einer Unterseite eines Fahrgestells anordnen lassen. Das System soll ferner die im Trailerbereich benötigten unterschiedlichen Fahrhöhen abbilden können.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.
Bei einem Spurführungssystem zum Führen und Stabilisieren einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur, umfassend eine Wattgestängeanordnung zum relativbeweglichen Verbinden der Fahrzeugachse mit einer Unterseite eines Fahrgestells, wobei die Wattgestängeanordnung wenigstens zwei in ihrer Führungsrichtung übereinstimmende und in Querrichtung angeordnete Wattstangen aufweist, wobei die Wattgestängeanordnung ein Führungselement zur Geradführung der Fahrzeugachse entlang der Führungsrichtung aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wattgestänge über ihre Längsenden an dem Führungselement und an dem Fahrgestell befestigt sind, wobei die geführte Fahrzeugachse eine Trailerachse eines Sattelaufliegers ist.
Aufgrund des konstruktiven Aufbaus der Wattgestängeanordnung und der mechanischen Verbindung von Trailerachse, Führungselement, Wattstangen und Fahrgestell, kann die Trailerachse nahezu senkrecht und geradlinig entlang der Führungsrichtung geführt werden. Prinzipbedingt lassen sich über einen Wattmechanismus ohnehin größere Höhendifferenzen beim Führen einer Achse umsetzen, als mit einem Panhardstab. Die Fahrhöhenvarianz des Spurführungssystems wird ferner durch zusätzliche technische Merkmale der Einzelkomponenten unterstützt. Diese werden nachfolgend im Einzelnen beleuchtet. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass angetriebene Fahrzeugachsen eines Sattelaufliegers, also Trailerachsen, geführt werden müssen. Neben Seitenführungskräften und verhältnismäßig geringen Bremsmomenten muss die Trailerachse durch die Antriebsfunktion nämlich zusätzliche Antriebsmomente und Kräfte aufnehmen können. Ferner steigt die Achsmasse durch die Antriebseinheit signifikant an, so dass eine angetriebene Trailerachse nicht ohne Spurführungssystem mitgeschleppt werden kann, wie eine herkömmliche Trailerachse ohne Antriebseinheit.
Dementsprechend sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Trailerachse eine angetriebene Achse ist. Vorzugsweise umfasst die geführte Trailerachse eine Motor- Getriebe-Einheit, wobei die Motor-Getriebe-Einheit der Trailerachse derart dimensioniert ist, dass sie einen kleineren Unterstützungsantrieb für einen größeren Hauptantrieb einer Sattelzugmaschine darstellt.
Bevorzugterweise ist das Spurführungssystem dabei parallel zu der angetriebenen Trailerachse angeordnet, wobei das Spurführungssystem an die Geometrie eines dreiachsigen Trailers angepasst ist. Dadurch wird eine saubere Kraftübertragung insbesondere in Querrichtung der Fahrzeugachse unterstützt und es wird ein mechanisches Gleichgewicht eingestellt. Insgesamt werden dadurch Sekundärbelastungen in Bezug auf die Fahrzeugachse unterbunden.
Das vorgeschlagene System ist nicht zwangsläufig an einer Trailerachse zu adaptieren. Grundsätzlich kann das System an einseitig gelagerten Funktionslenkerfahrwerken eingesetzt werden. Dabei können unterschiedlichste Befestigungs- und Anordnungsvarianten des Systems umgesetzt werden. In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung, kann die geführte Fahrzeugachse beispielsweise eine Deichselaufliegerachse sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann die geführte Fahrzeugachse eine Dollieachse sein. Dabei kann es sich jeweils um Hauptantriebsachsen und/oder angetriebene Nachlaufachsen und/oder angetriebene Lenkachsen handeln.
Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante, sind die wenigstens zwei Wattstangen entlang ihrer gemeinsamen Führungsrichtung voneinander beabstandet angeordnet, wobei die Wattstangen in Bezug auf ihre gemeinsame Führungsrichtung seitlich versetzt angeordnet sind. Das Vorsehen von zumindest zwei beabstandeten Wattstangen besitzt insbesondere den Vorteil, dass sich zusätzlich zur Geradführung der Trailerachse in Führungsrichtung - die sich bereits mit einem einzigen Wattgestänge verwirklichen lässt - auch sogenannte Wank- oder ggf. Nickbewegungen wirkungsvoll unterdrücken lassen. Dies hängt damit zusammen, dass die beabstandet angeordneten Wattstangen zwischen der Unterseite des Fahrgestells und der Trailerachse nicht nur Querkräfte (wie ein einzelnes Wattgestänge), sondern aufgrund des als Hebelarm wirkenden Abstandes zwischen den zwei Wattstangen auch Drehmomente, wie beispielsweise Wankmomente, übertragen können. Das heißt, das Spurführungssystem kann aufgrund dieser Ausführungsvariante zusätzlich zur Geradführung der Trailerachse auch Drehmomente übertragen. So können unerwünschte Rotationsbewegungen der Trailerachse um zumindest einen seiner Hauptachsen wirkungsvoll unterdrückt werden. Die in Bezug auf ihre gemeinsame Geradführungsrichtung seitliche Versetzung erlaubt zusätzlich eine besonders kompakte und platzsparende Anordnung der Wattgestängeanordnung und vergrößert gleichzeitig die konstruktive Gestaltungsfreiheit hinsichtlich Formgebung und räumliche Anordnung der Wattstangen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, sind die Wattstangen in Querrichtung längenverstellbar ausgebildet, wobei die Wattstangen ein Einstellelement zur Justierung ihrer Länge aufweisen. Je nach Trailer bzw. Sattelzugmaschine woran der Trailer angekoppelt wird, können sich nämlich unterschiedliche Erfordernisse hinsichtlich des Wirkungsgrades und der Weite bzw. der Spurweite der Anordnung ergeben. Durch das Einstellelement ergibt sich die Möglichkeit eine einfache und schnelle Anpassung bzw. Justierung der Spurweite und des Wirkungsgrades der Wattgestängeanordnung vorzunehmen, ohne diese vorher demontieren zu müssen. Ferner eröffnet sich dadurch die Möglichkeit, das Spurführungssystem bei der Montage mittig an der Trailerachse auszurichten und in die richtige Position zu führen. Gleichzeitig werden durch die Justierbarkeit der Wattstangen Herstellungstoleranzen kompensiert, was sich wiederum positiv auf die Fertigungskosten und den Fertigungsaufwand auswirkt.
Dabei ist bevorzugt, dass das Einstellelement als Drehmutter ausgebildet und mittig an den Wattstangen angeordnet ist, wobei die zur Drehmutter benachbarten Abschnitte der Wattstangen mit gegenläufigen Gewindegängen versehen sind. Die Kombination des gegenläufigen Gewindes der Wattstangen und der Drehmutter stellt eine sehr einfache und kostengünstige Variante einer Justierfunktion dar. Durch die mittige Anordnung stellen sich rechts und links von der Drehmutter gleiche Abstände ein, wodurch die Justierung der Wattstangen gleichmäßig erfolgen kann. Alternativ können beispielsweise auch gefräste Schlüsselflächen vorgesehen sein, die als Einstellglieder fungieren. Vorzugsweise ist das Führungselement im Wesentlichen mittig an der Fahrzeugachse befestigt. Dadurch stellt sich ein mechanisches Gleichgewicht ein und Sekundärbelastungen aufgrund von Versetzungen und Hebelarmwirkungen werden weitestgehend unterdrückt. Um die eingangs erwähnte Fahrhöhenvarianz zu gewährleisten und jede mögliche Höhenposition einer Trailerachse führen zu können, ist das Führungselement vorzugsweise elliptisch ausgebildet, wobei das Führungselement eine zentrische Öffnung aufweist. Die zentrische Öffnung bietet sich zu Lagerungszwecken des Führungselementes an korrespondierenden Aufnahmeelementen an und ist bevorzugterweise fluchtend zur Führungsrichtungsachse angeordnet. Die zentrische Öffnung des Führungselements wird in Führungsrichtung geradlinig geführt. Dabei weist die zentrische Öffnung des Führungselements vorzugsweise eine Nut zur Schmierung der drehbaren Lagerung des Führungselements auf.
Dabei ist das elliptische Führungselement bevorzugterweise auf Höhe der zentrischen Öffnung am breitesten ausgebildet ist, wobei das elliptische Führungselement schmale Enden aufweist, die sich in Hoch- und Führungsrichtung erstrecken. Durch die breitere Ausbildung des Zentrums des Führungselements, wird die Drehmomentübertragung und das Skalieren der Wattstangen entlang ihre Geradführungsrichtung verbessert. Durch diese Ausführungsform wird ferner die genaue Ausrichtung und geometrische Anpassung des Führungselements vorgegeben. Dadurch, dass die schmalen Enden des Führungselements in Hochrichtung bzw. in Führungsrichtung der Wattstangen ausgerichtet sind, kann die gesamte Fahrhöhenvarianz eines Trailers mit dem Spurführungssystem abgedeckt werden. Im Regelfall liegt je nach Verstellung des Fahrgestells eine maximale Höhendifferenz von 300 mm in Bezug auf eine Standardhöhe des Trailers in einer Ausgangslage vor, die durch das Spurführungssystem abgebildet werden muss. Die elliptische Form und die Ausbildung der schmalen Enden in Hochrichtung gewährleisten, dass das Spurführungssystem bei Höhenänderungen von bis zu 300 mm eingesetzt werden kann. Auch in einem sogenannten Notlaufbetrieb des Trailers bzw. des Sattelkraftfahrzeugs sowie beim Koppelvorgang und beim Befahren von sehr steilen Rampen oder dergleichen, wird durch diese Ausführungsform stets eine stabile Führung der Trailerachse gewährleistet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, dass die inneren Längsenden der Wattstangen über Gelenklager dreh- und schwenkbar an den schmalen Enden des Führungselements befestigt sind, wobei die äußeren Längsenden der Wattstangen über Gelenklager dreh- und schwenkbar an der Unterseite des Fahrgestells befestigt sind. Die Wattstangen können sich aufgrund dieser Lagerung um ihre eigene Achse drehen und gleichzeitig die erforderliche Schwenkbewegung in Führungsrichtung umsetzen. Insgesamt wird dadurch die Umsetzung des Wattmechanismus unterstützt, so dass die Trailerachse eingeschränkt und relativbeweglich zur Unterseite des Fahrgestells entlang der Führungsrichtung geradlinig geführt werden kann. Ferner ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine kreisförmige Bewegung der Trailerachse, die beim Einstellen unterschiedlicher Fahrhöhen stattfindet. Durch die gegebenen Freiheitsgrade können die Wattstangen die Belastungen kompensieren, die aufgrund der kreisförmigen Bewegung auf die Trailerachse wirken.
Nach einer alternativen Ausführungsvariante liegen die Gelenklager der Wattstangen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Bewegungsebene. Das heißt, dass die Gelenklager der Wattstangen derart positioniert sind, dass die Positionen sämtlicher Gelenke die genannte Bewegungsebene aufspannen, bzw. sämtliche Gelenke der zumindest zwei Wattstangen im Wesentlichen in ein und derselben Ebene liegen. Diese Ausführungsvariante ist insofern vorteilhaft, als hierdurch mechanische Verspannungen vermieden werden, bzw. als auf diese Weise die Generierung von Sekundärmomenten und Kräften, die bei etwaigem Abstand zwischen Bewegungsebenen verschiedener Wattgestänge auftreten könnten, unterbunden wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind im Bereich der äußeren Längsenden der Wattstangen zwei Halteböcke vorgesehen, wobei die Halteböcke senkrecht zur Unterseite des Fahrgestells angeordnet sind. Dabei ist bevorzugt, dass die Halteböcke Ausnehmungen aufweisen, wobei die Ausnehmungen der Halteböcke an korrespondierende Fahrgestellabschnitte der Unterseite des Fahrgestells formangepasst sind. Die senkrecht zur Unterseite des Fahrgestells angeordneten Halteböcke verbinden die Wattstangen mit dem Fahrgestell und dienen dabei als verstärkendes Zwischenelement. Dadurch, dass die Halteböcke senkrecht angeordnet sind, können die Wattstangen zum Beispiel über eine einfache Bolzenlagerung fixiert werden, ohne die gewünschte Bewegung des Wattmechanismus negativ zu beeinträchtigen. Aufgrund der Formanpassung der Ausnehmungen können die Halteböcke an entsprechend korrespondierende Fahrgestellabschnitte praktisch formschlüssig aufgesteckt werden. Durch den Formschluss nach dem Aufstecken der Halteböcke bietet es sich vorteilhafterweise an, die Halteböcke stoffschlüssig (z.B. Verschweißen) an dem Fahrgestell sowie an einem korrespondierenden Achsbock einer dritten Achse des Trailers zu befestigen. Insgesamt lassen sich die Halteböcke gemäß dieser Ausführung problemlos in die Unterseite des Fahrgestells integrieren. Bevorzugterweise sind die äußeren Längsenden der Wattstangen über Gelenklager dreh- und schwenkbar in den Halteböcken gelagert, wobei die Halteböcke Versteifungsstreben aufweisen, die sich diagonal über die gesamte Höhe der Halteböcke erstrecken. Dadurch wird insbesondere die mechanische Festigkeit und Steifigkeit der Halteböcke gesteigert, so dass eine saubere Krafteinleitung in Richtung Wattgestängeanordnung erfolgen kann. Ferner wird dabei bevorzugt, dass die Halteböcke identisch ausgebildet sind. Dies eröffnet mehrere Ausrichtungsmöglichkeiten des Spurführungssystems. Dabei weisen die Halteböcke vorzugsweise U-Profile auf. Die U-Profile unterstützen das Aufstecken und stoffschlüssige Verbinden der Halteböcke mit dem Fahrgestell. Gleichzeitig bietet das U-Profil genügend Platz um die gelenkige Lagerung der Wattstangen umzusetzen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Halteböcke einen Werkstoff mit einer hohen Zugfestigkeit, insbesondere den Werkstoff Baustahl S500, auf. Vor allen stehen die Halteböcke unter extrem hohem mechanischen Spannungsbelastungen beim Betrieb des Spurführungssystems. Aufgrund der hohen Zugfestigkeit können die Halteböcke auch hohen Quer- und Seitenführungskräften standhaften. Dadurch wird die Bruchgefahr verringert und einem Durchbiegen entgegengewirkt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Achsbrücke zur mechanischen Unterstützung der Trailerachse und zur Aufnahme des Führungselements vorgesehen, wobei die Achsbrücke an ihren Längsseiten senkrechte Erhebungen in Hochrichtung aufweist. Die Achsbrücke dient dabei in erster Linie als Verstärkungselement für die Trailerachse und erhöht die Steifigkeit und Festigkeit der Trailerachse. Vorzugsweise ist die Achsbrücke dabei parallel zur Trailerachse angeordnet, wobei die senkrechten Erhebungen im Wesentlichen eine Dreiecksform aufweisen. Die senkrechten Erhebungen versteifen die Brücke zusätzlich und bieten vorteilhafterweise gleichzeitig Lagerungsmaterial für weitere Elemente wie z.B. das Führungselement.
In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, dass die Achsbrücke als ein rechteckiges Rohrprofil ausgebildet ist, wobei das rechteckige Rohrprofil ein inneres Fachwerk zur Verstärkung der Achsbrücke umfasst. Das Rohrprofil der Achsbrücke und das innenliegende Fachwerk steigern die Steifigkeit und mechanische Festigkeit der Achsbrücke. Gleichzeitig wird das Gesamtgewicht des Spurführungssystems reduziert. Denkbar sind auch weitere Rohrprofilformen die ein inneres Fachwerk aufweisen. Maßgeblich für die Profilauswahl sind dabei in erster Linie der Fertigungsaufwand und die Herstellungskosten. Das innere Fachwerk der Achsbrücke kann dabei vorzugsweise Quer- und/oder Längs- und/oder Diagonalstreben aufweisen. Die Streben versteifen die Achsbrücke und steigern vor allem die mechanische Biegefestigkeit und Torsionssteifigkeit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Führungselement an der Achsbrücke befestigt, wobei das Führungselement im Wesentlichen mittig an der Achsbrücke angeordnet ist. Dadurch können die vorteilhaften mechanischen Effekte der Achsbrücke mit einer sauberen Geradführung der Trailerachse entlang der Führungsrichtung kombiniert werden. Vorzugsweise ist das Führungselement drehbar an der Achsbrücke gelagert. Dadurch kann das Führungselement zusätzlich zu den fahrdynamischen Kräften auch fahrdynamische Drehmomente aufnehmen. Diese können beispielsweise in Form von Wank Bewegungen des Trailers auf das Führungselement bzw. auf die Trailerachse wirken. Die drehbare Lagerung des Führungselements entlastet somit die Trailerachse, indem sie die fahrdynamisch auftretenden Kräfte- und Momente aufnimmt und dadurch die Lastübertragung auf die Trailerachse unterbindet. Zur Aufnahme eines geeigneten Lagerelements bietet sich vorteilhafterweise die oben beschriebene zentrische Öffnung des Führungselementes an.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass die Achsbrücke einen im Wesentlichen senkrecht zur Trailerachse angeordneten Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung des Führungselements aufweist, wobei der Lagerzapfen fluchtend zu einer Fahrzeugmittellängsachse angeordnet ist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Lagerzapfen in Längsrichtung durch die senkrechten Erhebungen der Achsbrücke und durch das an der Achsbrücke befestigte Führungselement hindurchgeführt ist. Dabei ist der Lagerzapfen vorzugsweise durch die zentrische Öffnung des Führungselements hindurchgeführt. Dies stellt einen besonders kompakten und festen Aufbau einer Wattgestängeanordnung dar und unterstützt eine gleichmäßige Drehmomentaufnahme am Führungselement. Bevorzugterweise ist der Lagerzapfen zylindrisch ausgebildet. Dadurch kann der Lagerzapfen in Öffnungen der senkrechten Erhebungen gelagert und durch die zentrische Öffnung des Führungselements hindurchgeführt werden.
Bevorzugterweise sind an der Unterseite des Fahrgestells zwei seitliche Funktionslenker in Längsrichtung fixiert, wobei die Achsbrücke in Querrichtung zwischen den seitlichen Funktionslenkern angeordnet ist. Dabei ist die Achsbrücke vorzugsweise an Federauflagen der Funktionslenker befestigt. Die Federauflagen dienen in erster Linie als Auflagefläche für die Feder-Dämpfer-Einheit eines Trailers. Typischerweise werden bei Trailern Luftbalgfeder zur Federung des Fahrgestells bzw. der Aufbaumasse eingesetzt. Bevorzugterweise werden die zu befestigenden Elemente und die Enden der Achsbrücke auf Höhe der Federauflagen überlagert und fixiert, wobei die Achsbrücke die zwei Funktionslenker in Querrichtung verbindet. Dies stellt aus mechanischer Sicht eine besonders feste, sichere und kompakte Verbindung der Achselemente dar.
Um die Trailerachse zusätzlich in Längs- und Querrichtung abzustützen und den Wattmechanismus bei der Geradführung der Achse zu unterstützen, ist die Achsbrücke vorzugsweise mit einem der Trailerachse zugewandten Grundkörper versehen, wobei wenigstens zwei Stützlenker, insbesondere vier Stützlenker, vorgesehen sind, die den Grundkörper an der Unterseite des Fahrgestells mit Funktionslenkern verbinden. Die Stützlenker dienen in erster Linie zum Abfangen eines Sturzes und zum Stabilisieren der Trailerachse. Bevorzugterweise sind die Stützlenker dabei über Gelenklager dreh- und schwenkbar an dem Grundkörper und an den Funktionslenkern fixiert. Dabei erstrecken sich die Stützlenker in Längs-, Quer- und Hochrichtung. Aufgrund der gelenkigen Lagerung der Stützlenker, wird beim Führen der Trailerachse eine Bewegung des Lagerzapfens entlang einer Kreisbahn bzw. dreidimensionalen Trajektorie unterstützt. Die dreh- und schwenkbare Gelenklagerung gewährleistet gleichzeitig eine einfache und sichere Befestigung der Stützlenker an dem Grundkörper und an den Funktionslenkern. Bevorzugterweise können die Gelenklager an dem Grundkörper Molekulargelenke sein, die ein Elastomer umfassen. Dies verringert die Torsionssteifigkeit der Trailerachse, woraus ein besserer Fahrbahnkontakt eingestellt wird. Insgesamt wird bevorzugt, dass die Achsbrücke in Längsrichtung zwischen dem Grundkörper und der Wattgestängeanordnung angeordnet ist, wobei der Grundkörper auf der Längsseite der Achsbrücke angeordnet ist, die der zu führenden Trailerachse zugewandt ist.
Nach einer alternativen Ausführungsform ist das Spurführungssystems invers ausgebildet, wobei der Lagerzapfen direkt zwischen zwei Fahrgestellschienen befestigt ist, und wobei das Führungselement drehbar an dem Lagerzapfen befestigt ist. Dabei ist bevorzugterweise eine Traverse vorgesehen, die einerseits den Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung des Führungselements aufnimmt, und andererseits mit der Unterseite des Fahrgestells verbunden ist. Vorzugsweise weist die Traverse im Bereich der Lagerung des Lagerzapfens ein U-Profil zur Vereinfachung der Montage des Lagerzapfens auf. Bevorzugterweise ist die Traverse trapezförmig ausgebildet und weist eine trapezförmige Ausnehmung auf. Bei dieser Ausführungsform sind die vorab beschriebenen Systemkomponenten im Wesentlichen baugleich, wohingegen die Watstangen bei der inversen Ausführung nicht über Halteböcke an der Unterseite des Fahrgestells fixiert sind. Stattdessen sind seitlich von der Trailerachse zwei Aufnahmepunkte für die äußeren Längsenden der Wattstangen vorgesehen. Die inneren Längsenden der Wattstangen sind mit dem Führungselement verbunden. Die Aufnahmepunkte an den äußeren Längsenden der Wattstangen können dabei bevorzugt an den Funktionslenkern und auf Höhe der Wattstangen ausgebildet sein. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass sich der Bauraum im Bereich der Trailerachse und des Spurführungssystems signifikant vergrößert, so dass die entsprechenden Bauteilkomponenten einfacher montiert werden können. Dabei können die Motor-Getriebe-Einheit und die Achskonfiguration als fertige Serienbauteile zugekauft und mit dem Spurführungssystem und der Trailerachse adaptiert werden. Vorzugsweise erstreckt sich eines der zwei Aufnahmepunkte in Hochrichtung um die Höhendifferenz zwischen den zwei Wattstangen einzustellen. Auch in dieser Ausführungsform werden alle Längsenden der Wattstangen über Gelenklager dreh- und schwenkbar befestigt. Alle weiteren vorab definierten Ausgestaltungsdetails können auf die inverse Variante übertragen werden, sofern die unterschiedliche Anbindung der äußeren Längsenden der Wattstangen und die Umsetzung eines Wattmechanismus gewährt sind.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1. eine schematische Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Spurführungssystems für eine Trailerachse in montierter Stellung;
Fig. 2 eine schematische Einzeldarstellung eines erfindungsgemäßen Spurführungssystems für eine Trailerachse in demontierter Stellung;
Fig. 3a eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Spurführungssystems für eine Trailerachse in einer Standard-Fahrhöhenposition;
Fig. 3b eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Spurführungssystems für eine Trailerachse in einer maximal angehobenen Fahrhöhenposition;
Fig. 4 eine schematische Schrägansicht einer alternativen (inversen) Ausführungsform eines Spurführungssystems für eine Trailerachse in montierter Stellung. Das in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Spurführungssystem zum Führen und Stabilisieren einer Trailerachse A (nicht detailliert dargestellt) längs einer Fahrspur, umfasst eine in Querrichtung Q ausgerichtete Wattgestängeanordnung zum relativbeweglichen Verbinden der Trailerachse A mit einer Unterseite x eines Fahrgestells (nicht dargestellt). Dabei handelt es sich um eine angetriebene Trailerachse A eines Sattelkraftfahrzeuges. Das Spurführungssystem 10 ist parallel zu der angetriebenen Trailerachse A angeordnet, wobei das Spurführungssystem an die Geometrie eines dreiachsigen Trailers angepasst ist. Die Trailerachse A umfasst eine Motor-Getriebe-Einheit (nicht gezeigt), wobei die Motor- Getriebe-Einheit der angetriebenen Trailerachse A derart dimensioniert ist, dass sie einen kleineren Unterstützungsantrieb für einen größeren Hauptantrieb einer Sattelzugmaschine darstellt.
Die Wattgestängeanordnung weist zwei in ihrer Führungsrichtung übereinstimmende und in Querrichtung Q angeordnete Wattstangen 20 und ein mit den Wattstangen verbundenes Führungselement 30 zur Geradführung der Trailerachse A entlang der Führungsrichtung der Wattstangen 20 auf. Dabei sind die Wattstangen 20 über ihre Längsenden an dem Führungselement 30 und an dem Fahrgestell des Trailers befestigt. Wie man erkennt sind an der Unterseite x des Fahrgestells zwei senkrecht angeordnete Halteböcke 60 mit Ausnehmungen 62 vorgesehen, worüber die Halteböcke 60 formschlüssig an korrespondierende Fahrgestellabschnitte einfach aufgesteckt und verschweißt werden können. Die Ausnehmungen 62 der Halteböcke 60 sind deshalb formangepasst an die entsprechenden Abschnitte der Unterseite x des Fahrgestells. Die Halteblöcke sind zudem zur mechanischen Verstärkung mit einer diagonal angeordneten Versteifungsstrebe 61 versehen und als U-Profile ausgebildet.
Wie man ferner erkennt, ist eine Achsbrücke 40 zur mechanischen Unterstützung der Trailerachse A und zur Aufnahme des Führungselements 30 vorgesehen, wobei die Achsbrücke 40 an ihren Längsseiten senkrechte Erhebungen 42 in Hochrichtung H aufweist. Die Achsbrücke 40 ist dabei parallel zur Trailerachse A angeordnet, wobei die senkrechten Erhebungen 42 im Wesentlichen eine Dreiecksform aufweisen. Das Führungselement 30 ist im Wesentlichen mittig an der Achsbrücke 40 und an der Trailerachse A befestigt.
Zur Aufnahme bzw. zur drehbaren Lagerung des Führungselements 30, weist die
Achsbrücke 40 einen im Wesentlichen senkrecht zur Trailerachse A angeordneten und zylindrisch ausgebildeten Lagerzapfen 45 auf, wobei der Lagerzapfen 45 fluchtend zu einer Fahrzeugmitellängsachse angeordnet ist. Dabei ist der Lagerzapfen 45 in Längsrichtung L durch die senkrechten Erhebungen 42 der Achsbrücke 40 und durch das an der Achsbrücke 40 befestigte Führungselement 30 hindurchgeführt.
An der Unterseite x des Fahrgestells sind zwei seitliche Funktionslenker 50 in Längsrichtung L fixiert, wobei die Achsbrücke 40 in Querrichtung Q zwischen den seitlichen Funktionslenkern 50 angeordnet ist. Dabei ist die Achsbrücke 40 an Federauflagen 52 der Funktionslenker 50 befestigt.
Zur zusätzlichen Längs- und Querabstützung der Trailerachse A, ist die Achsbrücke 40 mit einem Grundkörper 43 versehen, wobei wenigstens zwei Stützlenker 44 vorgesehen sind, die den Grundkörper 43 mit der Unterseite x des Fahrgestells verbinden. Dabei erstrecken sich die Stützlenker 44 in Längs-, Quer- und Hochrichtung L, Q, H. Die Achsbrücke 40 ist in Bezug auf die Längsrichtung L zwischen dem Grundkörper 43 und der Wattgestängeanordnung angeordnet ist, wobei der Grundkörper 43 auf der Längsseite der Achsbrücke 40 angeordnet ist, die der geführten Trailerachse A zugewandt ist.
Durch Hinzunahme der Fig. 2 wird ersichtlich, dass der Lagerzapfen 45 über eine zentrische Öffnung 31 des Führungselements 30, durch das Führungselement 30 hindurchgeführt ist und das Führungselement 30 drehbar lagert.
Das Führungselement 30 ist elliptisch ausgebildet und weist schmale Enden 32 auf, die sich in Hoch- und Führungsrichtung H, F erstrecken. Die Wattstangen 20 weisen innere und äußere Längsenden 22, 24 auf. Die inneren Längsenden 22 der Wattstangen 20 sind dabei über Gelenklager 26 dreh- und schwenkbar an den schmalen Enden 32 des elliptischen Führungselements 30 fixiert. Die äußeren Längsenden 24 der Wattstangen 20 sind ebenfalls über Gelenklager 26 dreh- und schwenkbar in den Halteböcken 60 und damit an der Unterseite x des Fahrgestells fixiert. Auch die in Fig. 1 beleuchteten Stützlenker 44 sind über gleichartige Gelenklager dreh- und schwenkbar an dem Grundkörper 43 und an der Unterseite x des Fahrgestells befestigt. Die Gelenklager 26 der Wattstangen 20 liegen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Bewegungsebene.
Wie in Fig. 2 weiter näher dargestellt, sind die Wattstangen 20 in Querrichtung Q längenverstellbar ausgebildet, wobei die Wattstangen 20 ein Einstellelement 27 zur Justierung ihrer Länge aufweisen. Die Einstellelemente 27 sind als Drehmutter ausgebildet und mittig an den Wattstangen 20 angeordnet, wobei die zur Drehmutter benachbarten Abschnite der Watstangen 20 mit gegenläufigen Gewindegängen (nicht dargestellt) versehen sind.
Die Fig. 3a und 3b sollen in erster Linie die Fahrhöhenvarianz des Spurführungssystems 10 veranschaulichen. Die wenigstens zwei Wattstangen 20 sind entlang ihrer gemeinsamen Führungsrichtung F voneinander beabstandet angeordnet, wobei die Wattstangen 20 in Bezug auf ihre gemeinsame Führungsrichtung F seitlich versetzt angeordnet sind.
Fig. 3a zeigt dabei schematisch die Position des Spurführungssystem 10 bei einer Standard- Fahrhöhe des Trailers. In Fig. 3b ist eine maximale Fahrhöhendifferenz von 300 mm in Bezug auf die Standard-Fahrhöhe eingestellt, das heißt das Fahrgestell des Trailers ist um 300 mm in Bezug auf die Standard-Fahrhöhe erhöht. Wie man erkennt, wird die zentrische Öffnung 31 des Führungselements 30 und damit auch der Lagerzapfen 45 stets auf der Führungsachse bzw. entlang der Führungsrichtung F geradlinig und senkrecht zur Unterseite x des Fahrgestells geführt.
In Fig. 4 ist eine alternative, inverse Ausführungsvariante des Spurführungssystems beleuchtet. Diese unterscheidet sich in einigen technischen Teilaspekten von der adversen Grundausführungsform der Erfindung. Wie man erkennt, ist der Lagerzapfen 45 direkt zwischen zwei Fahrgestellschienen 74 befestigt. Eine Achsbrückenkonfiguration entfällt nach dieser Ausführungsvariante. Anstelle der Achsbrücke 40 und den Halteböcken 60, ist eine Traverse 70 vorgesehen, die die Lagerung und Anbindung des Spurführungssystems 10 bzw. des Führungselements 30 und der Wattstangen 20 übernimmt.
Das Führungselement 30 ist drehbar an dem Lagerzapfen 45 befestigt. Die Traverse 70 nimmt dabei einerseits den Lagerzapfen 45 zur drehbaren Lagerung des Führungselements 30 auf, und andererseits ist die Traverse 70 über die Fahrgestellschienen 74 mit der Unterseite x des Fahrgestells verbunden.
Die Traverse 70 weist ferner im Bereich der Lagerung des Lagerzapfens 45 ein U-Profil 73 zur Vereinfachung der Montage des Lagerzapfens 45 auf. Die Traverse 70 ist trapezförmig ausgebildet und weist eine trapezförmige Ausnehmung 71 auf. Dabei sind die trapezförmige Traverse 70 und die trapezförmige Ausnehmung 71 jeweils mit ihren kürzeren Seiten in Richtung Fahrbahn ausgerichtet. Zur Lagerung und Aufnahme der Watstangen 20 sind seitlich von der Trailerachse A zwei Aufnahmepunkte 72 für die äußeren Längsenden 24 der Wattstangen 20 vorgesehen. Die inneren Längsenden 22 der Wattstangen 20 sind wie bei der adversen Ausführung mit dem Führungselement 30 verbunden. Die Aufnahmepunkte 72 an den äußeren Längsenden 24 der Wattstangen 20 sind dabei an den Funktionslenkern 50 und auf Höhe der Wattstangen 20 ausgebildet. Wie man erkennt, erstreckt sich der linke Aufnahmepunkt 72 in Hochrichtung H um die Höhendifferenz zwischen den zwei Wattstangen 20 einzustellen.
Bei der in Fig. 4 gezeigten inversen Ausführungsform sind die weiteren, vorab beschriebenen Systemkomponenten im Wesentlichen baugleich. Gemäß der in Fig. 4 gezeigten alternativen Ausführungsvariante werden alle Längsenden 22, 24 der Wattstangen 20 ebenfalls über Gelenklager 26 dreh- und schwenkbar befestigt. Alle weiteren vorab definierten Ausgestaltungsdetails können auf die inverse Variante übertragen werden, sofern die beschriebene Anbindung über die Traverse 70 und die Umsetzung eines Wattmechanismus gewährt sind.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So können beispielsweise mehrere Wattstangen und/oder Führungselemente in verschiedenen Ausführungsvarianten vorgesehen sein. Die Lagerung des Lagerzapfens kann alternativ ohne Achsbrücke direkt über das Fahrgestell erfolgen.
Das erfindungsgemäße Spurführungssystem kann allgemein zum Führen einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur und relativ zu einem Unterbau eingesetzt werden. Das System eignet sich grundsätzlich zum Führen und stabilisieren einseitig gelagerter Funktionslenkerfahrwerke für Sattelauflieger, Deichsel Auflieger, Dollies oder Nutzfahrzeuge. Dabei kann das System unter anderen Hauptantriebsachsen, angetriebene Nachlaufachsen und angetriebene Lenkachsen führen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Spurführungssystem zum Führen und Stabilisieren von angetriebenen Trailerachsen vorgesehen.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichen liste x Unterseite Fahrgestell 42 Senkrechte Erhebungen
43 Grundkörper
A Trailerachse 44 Stützlenker
L Längsrichtung 45 Lagerzapfen
H Hochrichtung 50 Funktionslenker
Q Querrichtung 52 Federauflagen
F (Gerad-) Führungsrichtung 60 Halteböcke
61 Versteifungsstrebe
10 Spurführungssystem 62 Ausnehmungen
20 Wattstangen 70 T raverse
22 Innere Längsenden 71 Ausnehmung (Traverse)
24 Äußere Längsenden 72 Aufnahmepunkte
26 Gelenklager (3D) 73 U-Profil (Lagerzapfen)
27 Einstellelement 74 Fahrgestellschienen
30 Führungselement
31 Zentrische Öffnung
32 Schmale Enden
40 Achsbrücke

Claims

Patentansprüche Spurführungssystem (10) zum Führen und Stabilisieren einer Fahrzeugachse längs einer Fahrspur, mit einer Wattgestängeanordnung zum relativbeweglichen Verbinden der Fahrzeugachse mit einer Unterseite (x) eines Fahrgestells, wobei die Wattgestängeanordnung wenigstens zwei in ihrer Führungsrichtung (F) übereinstimmende und in Querrichtung (Q) angeordnete Wattstangen (20) aufweist, wobei die Wattgestängeanordnung ein Führungselement (30) zur Geradführung der Fahrzeugachse entlang der Führungsrichtung (F) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wattstangen (20) über ihre Längsenden (22, 24) an dem Führungselement (30) und an dem Fahrgestell befestigt sind, wobei die geführte Fahrzeugachse eine Trailerachse (A) eines Sattelaufliegers ist. Spurführungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die geführte Trailerachse (A) eine Motor-Getriebe-Einheit umfasst, wobei die Motor- Getriebe-Einheit der Trailerachse (A) derart dimensioniert ist, dass sie einen kleineren Unterstützungsantrieb für einen größeren Hauptantrieb einer Sattelzugmaschine darstellt. Spurführungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wattstangen (20) entlang ihrer gemeinsamen Führungsrichtung (F) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Wattstangen (20) in Bezug auf ihre gemeinsame Führungsrichtung (F) seitlich versetzt angeordnet sind. Spurführungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wattstangen (20) in Querrichtung (Q) längenverstellbar ausgebildet sind, wobei die Wattstangen (20) ein Einstellelement (27) zur Justierung ihrer Länge aufweisen. Spurführungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (30) elliptisch ausgebildet ist, wobei das Führungselement (30) eine zentrische Öffnung (31) aufweist. Spurführungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elliptische Führungselement (30) auf Höhe der zentrischen Öffnung (31) am breitesten ausgebildet ist, wobei das elliptische Führungselement (30) schmale Enden (32) aufweist, die sich in Hoch- und Führungsrichtung (H, F) erstrecken. Spurführungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Längsenden (22) der Wattstangen (20) über Gelenklager (26) dreh- und schwenkbar an den schmalen Enden (32) des Führungselements (30) befestigt sind, wobei die äußeren Längsenden (24) der Wattstangen (20) über Gelenklager (26) dreh- und schwenkbar an der Unterseite (x) des Fahrgestells befestigt sind. Spurführungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der äußeren Längsenden (24) der Wattstangen (20) zwei Halteböcke (60) vorgesehen sind, wobei die Halteböcke (60) senkrecht zur Unterseite (x) des Fahrgestells angeordnet sind. Spurführungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteböcke (60) Ausnehmungen (62) aufweisen, wobei die Ausnehmungen (62) an korrespondierende Fahrgestellabschnitte der Unterseite (x) des Fahrgestells formangepasst sind. Spurführungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Achsbrücke (40) zur mechanischen Unterstützung der Trailerachse (A) und zur Aufnahme des Führungselements (30) vorgesehen ist, wobei die Achsbrücke (40) an ihren Längsseiten senkrechte Erhebungen (42) in Hochrichtung (H) aufweist. Spurführungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (30) an der Achsbrücke (40) befestigt ist, wobei das Führungselement (30) im Wesentlichen mittig an der Achsbrücke (40) angeordnet ist. Spurführungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbrücke (40) einen im Wesentlichen senkrecht zur Trailerachse (A) angeordneten Lagerzapfen (45) zur drehbaren Lagerung des Führungselements (30) aufweist, wobei der Lagerzapfen (45) fluchtend zu einer Fahrzeugmittellängsachse angeordnet ist. Spurführungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (45) in Längsrichtung (L) durch die senkrechten Erhebungen (42) der Achsbrücke (40) und durch das an der Achsbrücke (40) befestigte Führungselement (30) hindurchgeführt ist. Spurführungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite (x) des Fahrgestells zwei seitliche Funktionslenker (50) in Längsrichtung (L) fixiert sind, wobei die Achsbrücke (40) in Querrichtung (Q) zwischen den seitlichen Funktionslenkern (50) angeordnet ist. Spurführungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbrücke (40) mit einem der Trailerachse (A) zugewandten Grundkörper (43) versehen ist, wobei wenigstens zwei Stützlenker, insbesondere vier Stützlenker (44) vorgesehen sind, die den Grundkörper (43) mit der Unterseite (x) des Fahrgestells verbinden. Fahrzeugachse eines Sattelaufliegers mit einem Spurführungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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