WO2006029732A1 - Verstellvorrichtung, windabweisersystem, steuergerät und vorrichtung zur verringerung des luftwiderstandes eines sattelzuges - Google Patents

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WO2006029732A1
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wind deflector
wheel
position sensor
lifting
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings
    • B62D53/0807—Fifth wheel traction couplings adjustable coupling saddles mounted on sub-frames; Mounting plates therefor
    • B62D53/0821—Lifting saddles, i.e. to lift the trailer front

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for a fifth wheel according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a Windabweisersystem which is arranged on the cab of a tractor, and to a control device for a towing vehicle with a fifth wheel.
  • the invention is directed to a device for reducing the aerodynamic drag of a semitrailer.
  • Displacement devices are known, for example, from DE-AS 17 80 488, EP 0 503 954 A1 or DE 19944 684 C1.
  • a displacement device which has two guide rails with toothed racks on which a carriage is slidably mounted, which carries a fifth wheel.
  • a locking device On the carriage a locking device is arranged with blocking pieces, which engage in the toothed racks.
  • the lifting device according to DE 198 39 357 A1 therefore has a base plate on which lever arms are pivotally mounted about a horizontal axis.
  • the fifth wheel and the Ausstellarme are attached. Between the Ausstellarmen and the lever arms pressure cylinder are arranged to raise or lower the lifting device. Although this lifting device is remotely operable, but the driver has to check the respective lifting height in place.
  • wind deflectors are often used to direct the air over the gap. These are heavy, expensive and permanently installed. A remodeling must be done manually, which is usually only possible from the interstice.
  • the actuating device for moving the carriage comprises a first motor drive device, and wherein at least a first position sensor is provided for detecting the carriage position, wherein at least the first position sensor is connected to a control device ,
  • the mechanism of the displacement device is not opened, so that the carriage is also secured during the movement at any time.
  • the semi-trailer thus can not move uncontrollably against the tractor and cause damage.
  • the motorized drive device makes it possible for the first time to change the position of the fifth wheel even while driving.
  • the gap dimension ie the size of the gap between the driver's cab and the semitrailer, is individually adaptable depending on the driving situation, so that the distance during slow driving, e.g. when maneuvering, or in the state is large and small on fast highway travel.
  • the turbulence in the space between the cab and trailer front can be reduced especially at high speeds, so that the air resistance of the tractor is reduced overall.
  • the driver is informed, in particular while driving, where the fifth wheel is and how far the displacement device and thus the fifth wheel can be moved, the displacement of the fifth wheel by control signals of the driver is possible or can be done automatically.
  • predetermined values may be stored in the control device for the respective driving situation.
  • the control device is therefore preferably also electrically connected to the first drive device.
  • the control device preferably comprises a display device which can be designed as an optical and / or acoustic display and is preferably placed in the driver's cab.
  • the display device can be permanently active, ie the position of the fifth wheel is permanently displayed. It may also be provided a coupling with the vehicle ignition, so that when switching on the Ignition the current position of the fifth wheel or the carriage is displayed.
  • Drive devices that ensure the required form fit, are preferably those that have at least one drive spindle with spindle nut or at least one rack and a gear. Even drive devices that work by means of hydraulic cylinder motors meet these requirements and can be used as a motor drive devices.
  • the spindle nut is preferably arranged on the carriage.
  • position sensor depend on the particular structural design of the adjustment.
  • the first position sensor may, for example, be a distance sensor.
  • the first position sensor may also be a rotary angle meter when z.
  • a drive motor with drive spindle is used.
  • first position sensors are inductive sensors.
  • a different height of the cab and semi-trailer also affects the air resistance of the semitrailer. It is therefore advantageous if the fifth wheel is not only horizontally displaceable, but can also be lowered or raised. Depending on the design, the semi-trailer can be lowered so far during the journey that it disappears behind the driver's cab that the air resistance is essentially determined by the towing vehicle.
  • the adjusting device preferably also has a lifting device in addition to a displacement device.
  • the lifting device is preferably arranged on the carriage of the displacement device.
  • the fifth wheel is fastened in this case to the lifting device.
  • the lifting device On the towing vehicle and to arrange the displacement device on the lifting device.
  • the guide rails of the displacement device are arranged on the lifting device and the fifth wheel is mounted on the displacement device.
  • the lifting device preferably has its own second motor drive device, which also ensures the maintenance of positive engagement when raising and lowering.
  • the second drive device is also connected to the control device.
  • the lifting device also has at least one second position sensor which detects the lifting height and which is connected to the control device.
  • the control device comprises a control device, which preferably checks the functionality of the position sensor (s) and optionally other electronic components. It is not always possible to lower the semi-trailer behind the cab due to its height, so that it is advantageous to include at least one wind deflector on the roof of the driver's cab. Such wind deflectors are already known and usually have a curved deflector plate.
  • the Windabweisersystem invention with at least one wind deflector for the roof of a cab of a towing vehicle of a tractor is characterized in that the wind deflector is pivotally mounted on the roof and a third motor drive means and that at least a third position sensor is provided which detects the setting angle of the wind deflector and which is connected to a control device.
  • the third drive device is also connected to the control device, so that the wind deflector is remotely controllable and can either be set by the driver via control commands or can be automatically pivoted taking into account the position signals of the position sensor or.
  • the wind deflector on the roof of the cab is pivotable about a horizontal axis.
  • the wind deflector system may also have wind deflectors arranged laterally on the driver's cab which are pivotable about a vertical axis. These lateral wind deflectors may also have a fourth drive device and at least one fourth position sensor, which is connected to the control device.
  • the control device of the wind deflector system may be a separate control device. However, it is also possible to connect the third and / or fourth position sensor (s) and / or the third and / or fourth drive device to the control device of the adjusting device.
  • the control unit according to the invention for a towing vehicle with a fifth wheel provides a control device and at least one position sensor which is arranged on a displacement device and / or a lifting device of the fifth wheel and / or on a pivotable Windabweisersystem on the cab of the towing vehicle, wherein the control device with at least one position sensor and is electrically connected to a drive means of the displacement device and / or the lifting device of the fifth wheel and / or the Windabweisersystems.
  • the control device preferably also comprises a control device, which preferably checks the functionality of the sensor (s) and optionally other electronic components. As a result, the safety with regard to the adjustment of the wind deflector and / or the fifth wheel is increased.
  • the control device may for example also be equipped such that an adjustment of wind deflector, displacement device and / or lifting device is only possible if the functionality of at least all position sensors is ensured.
  • the control unit is further characterized in that it comprises a display device which indicates the horizontal and / or vertical position of the fifth wheel and / or the inclination of the Windabweisersystems.
  • This display device is preferably arranged in the cab, so that the driver is informed about the respective position of the individual components.
  • the control device may additionally be connected to the adjustable spring device of the trailer, so that when a height adjustment is made to the fifth wheel in the area of the chassis height adjustment can be made.
  • the control device is preferably designed for evaluating the position signals of the position sensors, control signals being output to the drive devices after comparison with desired values. This makes an automatic operation possible, in which the driver does not have to intervene.
  • the setpoint values can be linked to the travel speed, for example, so that the fifth wheel coupling is displaced forward by means of the adjusting device in such a way that the gap is minimized when driving fast on the motorway due to a desired value for the gap distance. Also can be automatically optimized via the control device, the inclination of the wind deflector and - if the construction permits - the semitrailer on the lifting device are lowered accordingly.
  • the control device may also have a control circuit according to another embodiment. Based on characteristics z. Ex. Depending on the driving conditions tracked the adjustment.
  • the device according to the invention is a device for reducing the aerodynamic drag of a semitrailer tractor vehicle and semitrailer, which includes a displacement device for moving the fifth wheel in the longitudinal direction of the towing vehicle and / or a lifting device for raising or lowering the fifth wheel and / or a swivel arranged on the cab Windabweisersystem provides, wherein the displacement device and / or the lifting device and / or the Windabweisersystem have motorized drives and position sensors, wherein the drive means and the position sensors are connected to a common control device.
  • 2b and 3 are side views of a semitrailer with different trailer positions
  • FIG. 4 shows a side view of a displacement device
  • Figure 5 is a top perspective view of a
  • Figure 6 shows a side view of an adjusting with
  • Figure 7 shows the side view of a wind deflector
  • FIG. 8 is a block diagram of a control unit
  • FIG. 9 shows an exemplary characteristic diagram.
  • each a tractor unit consisting of a towing vehicle 1 and a trailer 2 is shown in different positions.
  • the towing vehicle 1 has an adjusting device 20 with a fifth wheel arranged thereon, in which the trailer 2 engages with its kingpin.
  • the fifth wheel is not, and the adjusting device shown only schematically.
  • the towing vehicle 1 has on its roof 4 a pivotable wind deflector 10a and lateral wind deflectors 10b on the cab.
  • the semi-trailer 2 ' is in the raised position.
  • the wind deflector 10a ' is in the swung-up position.
  • the semi-trailer can be lowered to position 2 by lowering the adjustment device 20 as well as the chassis of the trailer.
  • the lowering of the chassis is preferably carried out via the adjustable suspension, in particular the air suspension of the trailer, which is connected for this purpose to the control device of the adjusting device 20.
  • the semi-trailer 2 is in a lowered position, so that the upper edge of the semi-trailer is at the same height as the apex of the wind deflector 10a, which is also in the lowered position.
  • the gap 3 between the cab 1 and the front of the trailer 2 is relatively large, so that it comes in this space in rapid highway driving to turbulence that slow the vehicle.
  • FIG. 3 shows a raised position of the semi-trailer 2/2 'with a small and large gap 3. This raised position is useful on rough terrain or for extreme shunting maneuvers.
  • a displacement device 21 is shown schematically.
  • a carriage 26 On a frame 25 which is mounted on the towing vehicle, a carriage 26 is slidably disposed.
  • guide rails 27 are arranged on a frame 25, as shown in FIG.
  • bearing blocks 6 On the carriage 26 bearing blocks 6 are attached to receive the fifth wheel 5.
  • This carriage 26 is driven by a drive spindle 24 and a motor drive 23a or 23b, wherein the drive spindle 24 engages a spindle nut 22 on the carriage 26, which is hidden in Figure 5.
  • the motor drive 23a can thus be arranged on the carriage 26 or else as a motor drive 23b on a traverse 28 of the frame 25, as shown in FIG.
  • the drive spindle 24 is rotatably mounted on a cross member 29 of the frame 25.
  • a first position sensor S1 is further attached, for example, as an inductive sensor with corresponding counterparts, for example, on the guide rail 27 and thus detects the position of the carriage 26 on the frame 25 and with respect to the guide rail 27 detected.
  • This first position sensor S1 is connected to a control device, not shown in FIGS. 4 and 5.
  • This also applies to the motor drive device 23a or 23b, which is also electrically connected to the control device.
  • 6 shows a further embodiment is shown, in which on the displacement device 21, a lifting device 30 is arranged, which has a pair of lever arms 31 and correspondingly a pair of Ausstellarme 32, wherein in the common hinge point of the extension arm and lever arm, the fifth wheel 5 in a corresponding bearing block 6 is attached.
  • a second motor drive device 33 is provided in the form of a pressure medium cylinder. This pressure cylinder fulfills the form-fitting condition when raising and lowering the fifth wheel.
  • the lifting device 30 has a second position sensor S2, which detects the lifting height, for example, based on the pivot angle of the Ausstellarms 32.
  • the motor drive device 33 like the position sensor S2, is connected to the control device (not shown in FIG. 6).
  • FIG. 7 shows an adjustable wind deflector 10 on the roof 4 of a towing vehicle 1.
  • the adjustment of the wind deflector 10 via a third motor drive unit in the form of a pressure medium cylinder 13 via a third position sensor S3, the inclination of the wind deflector 10 is detected.
  • the third position sensor S3 and the third motor drive device 13 are also connected to the control device.
  • FIG. 8 shows a block circuit diagram of the control unit.
  • the control device 40 which has a display device 41, the position sensors S1, S2 and S3 and the corresponding drive means 23, 33 and 13 are connected.
  • the control unit is preferably placed in the driver's cab, so that the driver can also read all the information on the display device 41 while driving and if necessary can also make a shift of the fifth wheel and / or the wind deflector system via the control device 40.
  • the controller may have appropriate control circuits, so that an adjustment of the drive means 13, 23 and 33 can be done automatically, depending on which driving situation is given.
  • FIG. 9 shows an exemplary characteristic diagram in which the velocity V is plotted against the lifting height H for different gap widths bi, b 2 , b 3 (widths of the gap 3).
  • a height Hi is set by the control device 40 on the adjusting device 20 for the gap width bi.
  • the driver or the controller can automatically to another characteristic, eg. For example, change for b 2 , with the result that the adjustment is moved both in the horizontal direction and in the vertical direction.
  • an adaptation takes place along the characteristic curve b 2 .

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Abstract

Es wird eine Verstellvorrichtung für eine Sattelkupplung (5) mit einer Verschiebeinrichtung (21) mit zwei auf einem Fahrzeug, insbesondere auf einer Sattelzugmaschine (1) in dessen Längsrichtung angeordneten Führungsschienen mit einem auf den Führungsschienen (27) verschiebbaren Schlitten und mit einer Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens beschrieben, wobei die Betätigungseinrichtung beim Verschieben unter Beibehaltung des Formschlusses zwischen Führungsschienen (27) und Schlitten (26) ausgebildet ist. Die Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens umfasst eine erste motorische Antriebseinrichtung (23a, b). Ferner ist mindestens ein erster Positionssensor SI zur Erkennung der Schlittenposition vorgesehen, wobei mindestens der erste Positionssensor S1 an eine Steuereinrichtung 40 angeschlossen ist.

Description

Verstellvorrichtung, Windabweisersystem, Steuergerät und Vorrichtung zur Verringerung des Luftwiderstandes eines
Sattelzuges
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für eine Sattelkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Windabweisersystem, das am Fahrerhaus einer Sattelzugmaschine angeordnet ist, sowie auf ein Steuergerät für ein Zugfahrzeug mit einer Sattelkupplung. Weiterhin ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Verringerung des Luftwiderstandes eines Sattelzugs gerichtet.
Verschiebevorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-AS 17 80488, der EP 0 503 954 A1 oder der DE 19944 684 C1 bekannt.
Ferner ist aus der WO 02/070328 A1 eine Verschiebevorrichtung bekannt, die zwei Führungsschienen mit Zahnleisten aufweist, auf denen ein Schlitten verschiebbar gelagert ist, der eine Sattelkupplung trägt. Am Schlitten ist eine Verriegelungseinrichtung mit Blockierstücken angeordnet, die in die Zahnleisten eingreifen.
Außer einer horizontalen Verschiebung der Sattelkupplung ist es auch möglich, ein Anheben und Absenken der Sattelkupplung durchzuführen, da die Auflieger unterschiedliche Höhen aufweisen können, so dass eine entsprechende Anpassung vorzunehmen ist. Für diese Zwecke gibt es Hubvorrichtungen, die beispielsweise in der DE 198 929 A1 oder DE 198 39 357 A1 beschrieben werden. Da die Sattelkupplung sehr große Kräfte nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch große Kräfte in Fahrtrichtung sowie große Seitenkräfte aufnehmen muss, ist eine hohe Stabilität der Hubvorrichtung in Bezug auf den Fahrzeugrahmen in allen Richtungen erforderlich, und zwar sowohl im abgesenkten als auch im angehobenen Zustand. Die Hubvorrichtung gemäß der DE 198 39 357 A1 besitzt daher eine Grundplatte, an der Hebelarme um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert sind. Am anderen Ende der Hebelarme sind die Sattelkupplung sowie die Ausstellarme befestigt. Zwischen den Ausstellarmen und den Hebelarmen sind Druckmittelzylinder angeordnet, um die Hubvorrichtung anzuheben bzw. abzusenken. Diese Hubvorrichtung ist zwar fernbedienbar, jedoch muss der Fahrer die jeweilige Hubhöhe an Ort und Stelle überprüfen.
Die bisher bekannten Verschiebe- und Hubeinrichtungen sind dafür ausgelegt, vor Beginn der Fahrt eine Anpassung an die Auslegung von Zugfahrzeug und Auflieger vorzunehmen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Spalt oder Zwischenraum, der zwischen der Aufliegerfront und dem Fahrerhaus der Zugmaschine entsteht, während der Fahrt zu aerodynamischen Verwirbelungen führt, die den Luftwiderstand und somit den Kraftstoffverbrauch des Sattelzuges beeinflussen.
Um diesem Effekt entgegenzuwirken, werden häufig Windabweiser verwendet, um die Luft gezielt über den Spalt zu leiten. Diese sind schwer, teuer und fest installiert. Ein Umbau muss manuell durchgeführt wird, was ist in der Regel nur vom Zwischenraum aus möglich ist.
Es ist grundsätzlich sinnvoll, diesen Spalt oder Zwischenraum so klein wie möglich zu gestalten. Andererseits könnte ein zu kleiner Spalt wiederum dazu führen, dass bei Kurvenfahrt die Ecken des Sattelanhängers gegen die Rückwand des Fahrerhauses schlagen. Auch kann es Situationen geben, bei denen es sinnvoll ist, einen großen Spalt zuzulassen, um beispielsweise Platz für Aggregate zu schaffen oder im Stand die Zugänglichkeit zu den Versorgungsleitungen für den Sattelanhänger zu verbessern.
Mit den bekannten Verschiebeeinrichtungen ist zwar ein Verschieben des Aufliegers möglich, der Fahrer muss jedoch die Mechanik der Verschiebeeinrichtung öffnen, dann das Spaltmaß durch Verfahren der Zugmaschine verändern, die Mechanik wieder verriegeln und sich von deren ordnungsgemäßen Verriegelungszustand überzeugen. Dieser Vorgang erfordert einiges an Übung und kann zu erheblicher körperlicher Belastung bei den Fahrern führen. Zudem ist dies immer nur möglich, während das Fahrzeug steht, nicht aber während der Fahrt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Steuergerät bereitzustellen, mit denen es möglich ist, auch während der Fahrt die Position des Aufliegers relativ zum Zugfahrzeug zu verändern, insbesondere den Luftwiderstand des Sattelzugs bei hohen Geschwindigkeiten zu reduzieren.
Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Alternative mit einer Verstellvorrichtung gelöst, bei der die Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens eine erste motorische Antriebseinrichtung umfasst, und bei der mindestens ein erster Positionssensor zur Erkennung der Schlittenposition vorgesehen ist, wobei mindestens der erste Positionssensor an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Aufgrund der Beibehaltung des Formschlusses wird die Mechanik der Verschiebeeinrichtung nicht geöffnet, so dass der Schlitten auch während des Verschiebens zu jeder Zeit gesichert ist. Der Auflieger kann somit gegenüber dem Zugfahrzeug nicht unkontrolliert verschieben und Schaden anrichten.
Durch die motorische Antriebseinrichtung wird es erstmals möglich, die Position der Sattelkupplung auch während der Fahrt zu verändern. Das Spaltmaß, also die Größe des Zwischenraums zwischen dem Fahrerhaus und dem Auflieger, ist in Abhängigkeit der Fahrsituation individuell anpassbar, so dass der Abstand bei langsamer Fahrt, z.B. beim Rangierbetrieb, oder im Stand groß und bei schneller Autobahnfahrt klein ist. Die Verwirbelungen im Zwischenraum zwischen Fahrerhaus und Aufliegerfront lassen sich insbesondere bei schneller Fahrt reduzieren, so dass der Luftwiderstand des Sattelzuges insgesamt verringert wird.
Durch den oder die Positionssensoren wird dem Fahrer insbesondere während der Fahrt mitgeteilt, wo sich die Sattelkupplung befindet und wie weit die Verschiebeeinrichtung und somit die Sattelkupplung verschoben werden kann, wobei das Verschieben der Sattelkupplung durch Steuersignale des Fahrers möglich ist oder auch automatisch erfolgen kann. Im letzten Fall können hierfür vorgegebene Werte in der Steuereinrichtung für die jeweilige Fahrsituation abgelegt sein.
Die Steuereinrichtung ist daher vorzugsweise ebenfalls elektrisch mit der ersten Antriebseinrichtung verbunden.
Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung, die als optische und/oder akustische Anzeige ausgebildet sein kann und vorzugsweise im Fahrerhaus platziert ist. Die Anzeigeeinrichtung kann permanent aktiv sein, d.h. die Position der Sattelkupplung wird dauerhaft angezeigt. Es kann auch eine Kopplung mit der Fahrzeugzündung vorgesehen sein, so dass beim Einschalten der Zündung die aktuelle Stellung der Sattelkupplung bzw. des Schlittens angezeigt wird.
Antriebseinrichtungen, die den erforderlichen Formschluss gewährleisten, sind vorzugsweise solche, die über mindestens eine Antriebsspindel mit Spindelmutter oder über mindestens eine Zahnstange und ein Zahnrad verfügen. Auch Antriebseinrichtungen, die mittels Druckmittelzylindermotoren arbeiten, erfüllen diese Anforderungen und können als motorische Antriebseinrichtungen eingesetzt werden.
Im Falle einer Antriebseinrichtung mit Antriebsspindel ist die Spindelmutter vorzugsweise am Schlitten angeordnet.
Der Ort und die Art des Positionssensors hängen von der jeweiligen baulichen Ausgestaltung der Verstellvorrichtung ab.
Der erste Positionssensor kann beispielsweise ein Abstandssensor sein. Der erste Positionssensor kann auch ein Drehwinkelmesser sein, wenn z. Bsp. ein Antriebsmotor mit Antriebsspindel verwendet wird.
Es ist auch möglich, mindestens zwei erste Positionssensoren an einer Führungsschiene anzuordnen. Vorzugsweise sind die ersten Positionssensoren in diesem Fall induktive Sensoren.
Eine unterschiedliche Bauhöhe von Fahrerhaus und Auflieger beeinträchtigt ebenfalls den Luftwiderstand des Sattelzugs. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Sattelkupplung nicht nur horizontal verschiebbar ist, sondern auch abgesenkt bzw. angehoben werden kann. Der Auflieger kann je nach Bauweise während der Fahrt so weit abgesenkt werden, dass er hinter dem Fahrerhaus verschwindet, so dass der Luftwiderstand im Wesentlichen durch das Zugfahrzeug bestimmt wird.
Hierzu weist die Verstellvorrichtung außer einer Verschiebeeinrichtung vorzugsweise auch eine Hubeinrichtung auf.
Die Hubeinrichtung ist vorzugsweise auf dem Schlitten der Verschiebeeinrichtung angeordnet. Die Sattelkupplung ist in diesem Fall an der Hubeinrichtung befestigt.
Es ist auch möglich, die Hubeinrichtung auf dem Zugfahrzeug zu positionieren und auf der Hubeinrichtung die Verschiebeeinrichtung anzuordnen. In diesem Fall sind die Führungsschienen der Verschiebeeinrichtung auf der Hubeinrichtung angeordnet und die Sattelkupplung ist auf der Verschiebeeinrichtung befestigt.
Auch die Hubeinrichtung weist vorzugsweise eine eigene zweite motorische Antriebseinrichtung auf, die ebenfalls die Beibehaltung des Formschlusses beim Anheben und Absenken gewährleistet.
Damit auch die Hubeinrichtung vom Fahrer oder automatisch betätigt werden kann, ist die zweite Antriebseinrichtung ebenfalls an die Steuereinrichtung angeschlossen.
Auch die Hubeinrichtung verfügt über mindestens einen zweiten Positionssensor, der die Hubhöhe detektiert und der an die Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung eine Kontrolleinrichtung, die vorzugsweise die Funktionsfähigkeit des oder der Positionssensoren und gegebenenfalls weiterer elektronischer Bauteile überprüft. Nicht in allen Fällen lässt sich der Auflieger aufgrund seiner Bauhöhe hinter dem Fahrerhaus versenken, so dass es vorteilhaft ist, mindestens einen Windabweiser auf dem Dach des Fahrerhauses einzubeziehen. Derartige Windabweiser sind bereits bekannt und besitzen meist eine gekrümmte Abweiserplatte.
Das erfindungsgemäße Windabweisersystem mit mindestens einem Windabweiser für das Dach eines Führerhauses eines Zugfahrzeugs eines Sattelzuges ist dadurch gekennzeichnet, dass der Windabweiser schwenkbar auf dem Dach angeordnet ist und eine dritte motorische Antriebseinrichtung aufweist und dass mindestens ein dritter Positionssensor vorgesehen ist, der den Einstellwinkel des Windabweisers detektiert und der an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Es ist vorteilhaft, wenn die dritte Antriebseinrichtung ebenfalls an die Steuereinrichtung angeschlossen ist, damit auch der Windabweiser fernbedienbar ist und entweder vom Fahrer über Steuerbefehle eingestellt werden kann oder automatisch unter Berücksichtigung der Positionssignale des oder der Positionssensoren verschwenkt werden kann.
Der Windabweiser auf dem Dach des Fahrerhauses ist um eine horizontale Achse schwenkbar. Das Windabweisersystem kann auch seitlich am Fahrerhaus angeordnete Windabweiser aufweisen, die um eine vertikale Achse schwenkbar sind. Auch diese seitlichen Windabweiser können eine vierte Antriebseinrichtung und mindestens einen vierten Positionssensor aufweisen, der an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung des Windabweisersystems kann eine separate Steuereinrichtung sein. Es ist aber auch möglich, den oder die dritten und/oder vierten Positionssensor/en und/oder die dritte und/oder vierte Antriebseinriehtung an die Steuereinrichtung der Verstellvorrichtung anzuschließen.
Das erfindungsgemäße Steuergerät für ein Zugfahrzeug mit Sattelkupplung sieht eine Steuereinrichtung sowie mindestens einen Positionssensor vor, der an einer Verschiebeeinrichtung und/oder einer Hubeinrichtung der Sattelkupplung und/oder an einem verschwenkbaren Windabweisersystem am Führerhaus des Zugfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung mit mindestens einem Positionssensor und mit einer Antriebseinrichtung der Verschiebeeinrichtung und/oder der Hubeinrichtung der Sattelkupplung und/oder des Windabweisersystems elektrisch verbunden ist.
Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise auch eine Kontrolleinrichtung, die vorzugsweise die Funktionsfähigkeit des oder der Sensoren und gegebenenfalls weiterer elektronischer Bauteile überprüft. Dadurch wird die Sicherheit hinsichtlich der Verstellung des Windabweisers und/oder der Sattelkupplung erhöht. Die Kontrolleinrichtung kann beispielsweise auch derart ausgestattet sein, dass ein Verstellen von Windabweiser, Verschiebeeinrichtung und/oder Hubeinrichtung nur dann möglich ist, wenn die Funktionsfähigkeit mindestens sämtlicher Positionssensoren gewährleistet ist.
Das Steuergerät ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anzeigeeinrichtung umfasst, die die horizontale und/oder vertikale Position der Sattelkupplung und/oder die Neigung des Windabweisersystems anzeigt. Diese Anzeigeeinrichtung ist vorzugsweise im Fahrerhaus angeordnet, damit der Fahrer über die jeweilige Position der einzelnen Komponenten informiert ist.
Die Steuereinrichtung kann zusätzlich an die verstellbare Federeinrichtung des Aufliegers angeschlossen sein, so dass dann, wenn eine Höhenverstellung an der Sattelkupplung vorgenommen wird auch im Bereich des Fahrgestells eine Höhenanpassung vorgenommen werden kann.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise zur Auswertung der Positionssignale der Positionssensoren ausgebildet, wobei nach Vergleich mit Sollwerten Steuersignale an die Antriebseinrichtungen abgegeben werden. Es wird dadurch ein automatischer Betrieb möglich, in den der Fahrer nicht eingreifen muss. Die Sollwerte können beispielsweise an die Fahrgeschwindigkeit geknüpft sein, so dass bei schneller Fahrt auf der Autobahn aufgrund eines Sollwertes für den Spaltabstand die Sattelkupplung mittels der Verstelleinrichtung derart nach vorne verschoben wird, dass der Spalt minimiert wird. Auch kann über die Steuereinrichtung automatisch die Neigung des Windabweisers optimiert und - wenn es die Bauweise zulässt - auch der Auflieger über die Hubeinrichtung entsprechend abgesenkt werden.
Die Steuereinrichtung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch einen Regelkreis aufweisen. Anhand von Kennlinien wird z. Bsp. je nach Fahrbedingungen die Verstellvorrichtung nachgeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Alternative ist eine Vorrichtung zur Verringerung des Luftwiderstandes eines Sattelzuges aus Zugfahrzeug und Auflieger, die eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Sattelkupplung in Längsrichtung des Zugfahrzeuges und/oder eine Hubeinrichtung zum Anheben oder Absenken der Sattelkupplung und/oder ein schwenkbar am Fahrerhaus angeordnete Windabweisersystem vorsieht, wobei die Verschiebeeinrichtung und/oder die Hubeinrichtung und/oder das Windabweisersystem über motorische Antriebe und Positionssensoren verfügen, wobei die Antriebseinrichtungen und die Positionssensoren an eine gemeinsame Steuereinrichtung angeschlossen sind.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figuren 1 , 2a,
2b und 3 Seitenansichten eines Sattelzuges mit unterschiedlichen Aufliegerpositionen,
Figur 4 eine Seitenansicht einer Verschiebeeinrichtung,
Figur 5 eine perspektivische Draufsicht auf eine
Verschiebeeinrichtung,
Figur 6 eine Seitenansicht einer Verstelleinrichtung mit
Verschiebeeinrichtung und Hubeinrichtung,
Figur 7 die Seitenansicht eines Windabweisers und
Figur 8 ein Block-Schaltbild eines Steuergerätes und
Figur 9 ein beispielhaftes Kennliniendiagramm.
In den Figuren 1 bis 3 ist jeweils ein Sattelzug bestehend aus einem Zugfahrzeug 1 und einem Auflieger 2 in verschiedenen Positionen dargestellt. Das Zugfahrzeug 1 besitzt eine Verstellvorrichtung 20 mit einer darauf angeordneten Sattelkupplung, in die der Auflieger 2 mit seinem Königszapfen eingreift. In den Figuren 1 bis 3 ist die Sattelkupplung nicht, und die Verstellvorrichtung nur schematisch dargestellt. Ferner besitzt das Zugfahrzeug 1 auf seinem Dach 4 einen verschwenkbaren Windabweiser 10a sowie seitliche Windabweiser 10b am Fahrerhaus.
In der Figur 1 befindet sich der Auflieger 2' in angehobener Position. Der Windabweiser 10a' befindet sich in hochgeschwenkter Position. Um den Luftwiderstand zu verringern, kann der Auflieger in die Position 2 abgesenkt werden, indem die Verstellvorrichtung 20 sowie das Fahrgestell des Aufliegers abgesenkt werden. Das Absenken des Fahrgestells erfolgt vorzugsweise über die verstellbare Federung, insbesondere die Luftfederung des Aufliegers, die zu diesem Zweck an die Steuereinrichtung der Verstellvorrichtung 20 angeschlossen ist.
In der Figur 2a befindet sich der Auflieger 2 in einer abgesenkten Position, so dass die Oberkante des Aufliegers auf gleicher Höhe liegt wie der Scheitel des Windabweisers 10a, der sich ebenfalls in abgesenkter Position befindet. In dieser Anordnung ist der Zwischenraum 3 zwischen dem Fahrerhaus 1 und der Vorderfront des Aufliegers 2 relativ groß, so dass es in diesem Zwischenraum bei schneller Autobahnfahrt zu Verwirbelungen kommt, die das Fahrzeug bremsen. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es möglich, mittels der Verstellvorrichtung 20 die Sattelkupplung nach links zu verschieben, so dass der Zwischenraum 3 entsprechend kleiner wird, wie dies in der Figur 2b dargestellt ist.
In der Figur 3 ist eine angehobene Position des Aufliegers 2/2' mit kleinem und großem Zwischenraum 3 dargestellt. Diese angehobene Position ist bei unebenem Gelände oder für extreme Rangiermanöver zweckmäßig. EP2005/009483
12
Alle gezeigten Positionsänderungen können während der Fahrt durchgeführt werden.
In der Figur 4 ist die Seitenansicht einer Verschiebeeinrichtung 21 schematisch dargestellt. Auf einem Rahmen 25, der auf dem Zugfahrzeug montiert ist, ist ein Schlitten 26 verschiebbar angeordnet. Hierzu sind an einem Rahmen 25 Führungsschienen 27 angeordnet, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist. Am Schlitten 26 sind Lagerböcke 6 zur Aufnahme der Sattelkupplung 5 befestigt.
Dieser Schlitten 26 wird von einer Antriebsspindel 24 und einem motorischen Antrieb 23a oder 23b angetrieben, wobei die Antriebsspindel 24 an einer Spindelmutter 22 am Schlitten 26 angreift, die in Figur 5 verdeckt ist. Der motorische Antrieb 23a kann somit auf dem Schlitten 26 oder aber als motorischer Antrieb 23b auf einer Traverse 28 des Rahmens 25 angeordnet sein, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Die Antriebsspindel 24 ist auf einer Traverse 29 des Rahmens 25 drehbar gelagert. Während des Verstellens des Schlittens 26 bleibt der Formschluss zwischen Spindelmutter 22 und Antriebsspindel 24 erhalten, so dass auch ein Verstellen während der Fahrt möglich ist.
Am Schlitten 26 ist ferner ein erster Positionssensor S1 angebracht, der beispielsweise als induktiver Sensor mit entsprechenden Gegenstücken beispielsweise an der Führungsschiene 27 zusammenwirkt und auf diese Weise die Position des Schlittens 26 auf dem Rahmen 25 bzw. bezüglich der Führungsschiene 27 detektiert. Dieser erste Positionssensor S1 ist an eine in Figur 4 und 5 nicht dargestellte Steuereinrichtung angeschlossen. Dies gilt auch für die motorische Antriebseinrichtung 23a bzw. 23b, die ebenfalls an die Steuereinrichtung elektrisch angeschlossen ist. In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der auf der Verschiebeeinrichtung 21 eine Hubeinrichtung 30 angeordnet ist, die ein Paar Hebelarme 31 und entsprechend ein Paar Ausstellarme 32 aufweist, wobei im gemeinsamen Gelenkpunkt von Ausstellarm und Hebelarm die Sattelkupplung 5 in einem entsprechenden Lagerbock 6 befestigt ist. Zum Aufrichten und Absenken der Hubeinrichtung 30 ist eine zweite motorische Antriebseinrichtung 33 in Form eines Druckmittelzylinders vorgesehen. Auch dieser Druckmittelzylinder erfüllt die Formschlussbedingung beim Anheben und Absenken der Sattelkupplung.
Die Hubeinrichtung 30 verfügt über einen zweiten Positionssensor S2, der die Hubhöhe beispielsweise anhand des Schwenkwinkels des Ausstellarms 32 detektiert. Die motorische Antriebseinrichtung 33 ist ebenso wie der Positionssensor S2 an die in der Figur 6 nicht dargestellte Steuereinrichtung angeschlossen.
In der Figur 7 ist ein verstellbarer Windabweiser 10 auf dem Dach 4 eines Zugfahrzeugs 1 dargestellt. Die Verstellung des Windabweisers 10 erfolgt über eine dritte motorische Antriebseinheit in Form eines Druckmittelzylinders 13. Über einen dritten Positionssensor S3 wird die Neigung des Windabweisers 10 detektiert. Auch der dritte Positionssensor S3 und die dritte motorische Antriebseinrichtung 13 sind an die Steuereinrichtung angeschlossen.
In der Figur 8 ist ein Block-Schaltbild des Steuergerätes dargestellt. An die Steuereinrichtung 40, die eine Anzeigeeinrichtung 41 aufweist, sind die Positionssensoren S1 , S2 und S3 sowie die entsprechenden Antriebseinrichtung 23, 33 und 13 angeschlossen. In einer Erweiterung können auch die seitlichen Windabweiser mit ihrem Antriebseinrichtungen und Positionssensoren S4 sowie die Federeinrichtung des Aufliegers einbezogen sein. Das Steuergerät ist vorzugsweise im Fahrerhaus platziert, so dass der Fahrer auch während der Fahrt sämtliche Informationen an der Anzeigeeinrichtung 41 ablesen kann und gegebenenfalls über die Steuereinrichtung 40 auch eine Verschiebung der Sattelkupplung und/oder des Windabweisersystems vornehmen kann. Auch kann das Steuergerät über entsprechende Regelkreise verfügen, so dass eine Verstellung der Antriebseinrichtungen 13, 23 und 33 automatisch erfolgen kann, je nachdem, welche Fahrsituation gegeben ist.
In der Figur 9 ist ein exemplarisches Kennlinien-Diagramm dargestellt, in dem die Geschwindigkeit V gegen die Hubhöhe H für verschiedene Spaltbreiten b-i, b2, b3 (Breiten des Zwischenraums 3) aufgetragen sind. Bei einer Geschwindigkeit Vi wird von der Steuereinrichtung 40 an der Verstellvorrichtung 20 für die Spaltbreite bi eine Hubhöhe H-i eingestellt. Sollte jedoch bei der Geschwindigkeit Vi die Spaltbreite bi und die Höhe Hi aufgrund der Straßenverhältnisse nicht praktikabel sein, kann der Fahrer oder die Steuereinrichtung automatisch auf eine andere Kennlinie, z. Bsp. für b2 wechseln, mit der Folge, dass die Verstellvorrichtung sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung verfahren wird. Bei Änderung der Geschwindigkeit V erfolgt entlang der Kennlinie b2 jeweils eine Anpassung.
Bezugszeicheπliste
1 Zugfahrzeug
2, 2' Auflieger
3 Zwischenraum
4 Dach
5 Sattelkupplung
6 Lagerbock
10a, 10'a, 10b Windabweiser
13 dritte Antriebseinrichtung
20 Verstelleinrichtung
21 Verschiebeeinrichtung
22 Spindelmutter
23a,b erste Antriebseinrichtung
24 Antriebsspindel
25 Rahmen
26 Schlitten
27 Führungsschiene
28 Traverse
29 Traverse
30 Hubeinrichtung
31 Hebelarm
32 Ausstellarm
33 zweite Antriebseinrichtung
40 Steuereinrichtung
41 Anzeigeeinrichtung
S1 erster Positionssensor
S2 zweiter Positionssensor
S3 dritter Positionssensor
S4 vierter Positionssensor

Claims

Patentansprüche
1. Verstellvorrichtung für eine Sattelkupplung (5) mit einer Verschiebeeinrichtung (21 ) mit zwei auf einem Fahrzeug, insbesondere auf einer Sattelzugmaschine (1 ), in dessen Längsrichtung angeordneten Führungsschienen (27) mit einem auf den Führungsschienen (27) verschiebbaren Schlitten (26) und mit einer Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens (26), die beim Verschieben unter Beibehaltung des Formschlusses zwischen Führungsschienen (27) und Schlitten (26) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung zum Verschieben des Schlittens (26) eine erste motorische Antriebseinrichtung (23a, b) umfasst und
dass mindestens ein erster Positionssensor (S1 ) zur Erkennung der Schlittenposition vorgesehen ist, wobei mindestens der erste Positionssensor (S1) an eine Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste motorische Antriebseinrichtung (23a, b) mindestens eine Antriebsspindel (24) mit Spindelmutter (22) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (22) am Schlitten (26) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste motorische Antriebseinrichtung (23a, b) mindestens eine Zahnstange und ein Zahnrad aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinrichtung (23a, b) an die Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Positionssensor (S1) ein Abstandssensor oder ein Drehwinkelmesser ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Positionssensoren (S1) an einer Führungsschiene (27) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Positionssensoren (S1 ) induktive Sensoren sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten (26) eine Hubeinrichtung (30) für die Sattelkupplung (5) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (27) auf einer Hubeinrichtung (30) befestigt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (30) eine eigene, zweite motorische Antriebseinrichtung (33) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite motorische Antriebseinrichtung (30) an die Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hubeinrichtung (30) mindestens ein zweiter Positionssensor (S2) angeordnet ist, der die Hubhöhe detektiert und der an die Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eine Kontrolleinrichtung umfasst.
15. Windabweisersystem mit mindestens einem Windabweiser (10a) für das Dach eines Fahrerhauses eines Zugfahrzeuges eines Sattelzuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Windabweiser (10a) schwenkbar auf dem Dach (4) angeordnet ist und eine dritte motorische Antriebseinrichtung (13) aufweist und dass mindestens ein dritter Positionssensor (S3) vorgesehen ist, der den Anstellwinkel des Windabweisers (10) detektiert und der an eine Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
16. Windabweisersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Antriebseinrichtung (13) an die Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
17. Windabweisersystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Windabweiser (10b) vorgesehen ist, der seitlich am Fahrerhaus des Zugfahrzeuges schwenkbar angeordnet ist und eine vierte Antriebseinrichtung aufweist, wobei mindestens ein vierter Positionssensor (S4) vorgesehen ist, der an die Steuereinrichtung (40) angeschlossen ist.
18. Windabweisersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eine Kontrolleinrichtung umfasst.
19. Steuergerät für ein Zugfahrzeug mit Sattelkupplung mit
einer Steuereinrichtung (40)
mit mindestens einem Positionssensor (S1 ,S2,S3 oder S4), der an einer Verschiebeeinrichtung (21) und/oder einer Hubeinrichtung (30) der Sattelkupplung (5) und/oder an einem verschwenkbaren Windabweiser (10a, 10b) am Fahrerhaus des Zugfahrzeugs (1) angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung (40) mit mindestens einem Positionssensor (S1 ,S2,S3 oder S4) und mit mindestens einer Antriebsein richtung (13,23a, b,33) der Verschiebeeinrichtung (21) und/oder der Hubeinrichtung (30) der Sattelkupplung und/oder des Windabweisers (10a, 10b) elektrisch verbunden ist.
20. Steuergerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eine Kontrolleinrichtung umfasst, die die Funktionsfähigkeit mindestens des oder der Positionssensoren (S1,S2,S3, S4) überprüft.
21. Steuergerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anzeigeeinrichtung (41) umfasst, die die horizontale und/oder vertikale Position der Sattelkupplung (5) und/oder die Neigung des Windabweisers (10a, 10b) anzeigt.
22. Steuergerät nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) mit einer verstellbaren Federung des Aufliegers (2) verbunden ist.
23. Steuergerät nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur Auswertung der Positionssignale der Positionssensoren (S1 ,S2,S3,S4) ausgebildet ist und nach Vergleich mit Sollwerten Steuersignale an die Antriebseinrichtung/en (13,23a,b,33) abgibt.
24. Steuergerät nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) einen Regelkreis aufweist.
25. Vorrichtung zur Verringerung des Luftwiderstandes eines Sattelzugs aus Zugfahrzeug (1) und Auflieger (2)
mit einer Verschiebeeinrichtung (21 ) zum Verschieben der Sattelkupplung (5) in Längsrichtung des Zugfahrzeugs (1) und/oder einer Hubeinrichtung (30) zum Anheben oder Absenken der Sattel kupplung (5),
mit mindestens einem schwenkbar am Fahrerhaus des Zugfahrzeugs (1 ) angeordneten Windabweisers (10a, 10b),
wobei die Verschiebeeinrichtung (21) und/oder die Hubeinrichtung (30) und/oder der Windabweiser (10a, 10b) über motorische Antriebseinrichtungen (13,23a, b,33) und Positionsdetektoren (S1 ,S2,S3,S4) verfügen, wobei die Antriebseinrichtungen (13,23a, b,33) und die Positionssensoren (S1 ,S2,S3,S4) an eine gemeinsame Steuereinrichtung (40) angeschlossen sind.
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