DE10000744C2 - Anhängerkupplung mit Schlingerdämpfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Verbindung eines Zugfahrzeuges mit einem Anhänger gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine wesentliche Aufgabe bei der Gestaltung von Anhängerkupplungen zur Verbin­ dung eines Zugfahrzeuges mit einem Anhänger besteht darin, dafür zu sorgen, daß der Anhänger möglichst spurstabil dem Zugfahrzeug folgt, auch wenn dieses bei­ spielsweise Kurven durchfährt oder auf gerader Strecke durch nicht zu vermeidende Lenkbewegungen nicht exakt geradeaus fährt. Hierbei soll eine Anhängerkupplung insbesondere sicher verhindern, daß der Anhänger ins Schlingern kommt. Unter ei­ ner Schlingerbewegung versteht man hierbei, daß der Anhänger beispielsweise auf­ grund von Lenkbewegungen des Zugfahrzeuges um kleine Auslenkungen bezogen auf eine an sich stabile Mittellage herum oszilliert und sich somit immer ein klein wenig schräg zur Fahrtrichtung des Zugfahrzeuges stellt. Diese Schlingerbewegungen kön­ nen bei einfachen Anhängerkupplungen dadurch auftreten, daß sich der Anhänger um den Kugelkopf des üblicherweise am Zugfahrzeug angebrachten Kupplungsteiles herum bewegen kann und beispielsweise nach der Durchfahrt einer Kurve über die stabile Mittellage hinaus weiter schwingt. Derartige Schlingerbewegungen können beispielsweise auch bei Geradeausfahrt dadurch auftreten, daß der Lenker des Zug­ fahrzeuges beispielsweise aufgrund von Windböen oder aufgrund seines eigenen Regelverhaltens eine nicht exakt gerade Linie entlang fährt, sondern eine mehr oder minder von der geraden Linie abweichende Bahn steuert. Insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten kann dies dazu führen, daß es aus leichten und möglicherweise noch tolerierbaren Schlingerbewegungen zu einem Aufschaukeln des Anhängers kommen kann, der im Extremfall zu einem völligen seitlichen Verkanten des Anhän­ gers relativ zum Zugfahrzeug und damit zu einem Umkippen des Anhängers mit schweren Unfallfolgen auch für das Zugfahrzeug und den nachfolgenden Verkehr kommen kann. Insbesondere wenn die Schlingerbewegung mit einer Frequenz auf­ tritt, die im Resonanzbereich des Systems Zugfahrzeug/Anhänger liegt, kann es zu einem für den Fahrzeugführer des Zugfahrzeuges nicht vorhersehbaren Aufschau­ keln kommen.

Es sind daher schon verschiedenste Ausgestaltungen von Kupplungen vorgeschla­ gen worden, die derartige Schlingerbewegungen dadurch vermeiden wollen, daß zwischen Zugfahrzeug und Anhänger Dämpfungselemente vorgesehen werden, die derart auf den Anhänger einwirken, daß er sich auch nach Kurvenfahrten oder dgl. des Zugfahrzeuges möglichst schnell und sicher wieder in die neutrale Mittellage zurückbewegt. Derartige Kupplungen weisen hierzu üblicherweise als Stoßdämpfer oder dgl. ausgelegte Dämpfungselemente auf, die bei Auslenkung der Kupplung aus der neutralen Mittellage Kräfte auf den Anhänger ausüben, so daß sich dieser nicht so leicht aus seiner neutralen Mittellage bewegen kann bzw. schnell in diese Mittel­ lage zurückgestellt wird, auch wenn das Zugfahrzeug entsprechende Fahrtbewegun­ gen ausführt.

Es ist beispielsweise aus der DE 21 61 579 B2 oder aus der US-PS 372 29 20 be­ kannt, die Schwingungsdämpfer derart zwischen einem zugfahrzeugseitigen Befesti­ gungsteil und dem anhängerseitigen Deichselteil anzuordnen, daß ein Ende der Stoßdämpfer nahe der Kupplungskugel an dem Zugfahrzeug angelenkt ist und die gegenüberliegenden Enden der Stoßdämpfer außenseitlich der üblicherweise V- förmig gestalteten Deichsel anliegt. Somit bilden die Dämpfungselemente dieser Schriften eine etwa dreieckige Anordnung zueinander, wobei eine Spitze des Dreiec­ kes direkt im Bereich der Kupplungskugel des Zugfahrzeuges angeordnet ist und die gegenüberliegende Basisseite des Dreieckes etwa quer zur Fahrtrichtung und zur Mittelachse des Anhängers verläuft. Bei einer Auslenkung des Anhängers aus der Mittellage werden damit die Dämpfungselemente unterschiedlich betätigt, wobei ein Dämpfungselement in Richtung der Kurveninnenseite zusammengeschoben und das gegenüberliegende Dämpfungselement auseinandergezogen wird. Hierdurch entste­ hen Kräfte auf den Anhänger, die entgegen der Auslenkung des Anhängers wirken und damit den Anhänger in Richtung auf seine neutrale Mittellage zu drängen su­ chen. Derartige Kupplungen weisen jedoch den grundlegenden Nachteil auf, daß das Dämpfungsverhalten der Dämpfungselemente gerade im Bereich der neutralen Mittellage des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug nur geringe Dämpfungswerte aufweisen, da hier bei einer Auslenkung aus der Mittellage nur geringe Wege des Dämpfungselementes und damit nur geringe Kräfte verursacht werden. Erst bei grö­ ßeren Auslenkungen kommt es dann zu einem entsprechenden Reagieren des Dämpfers, wodurch die Rückstellkräfte erst bei größeren Auslenkungen deutlich wirksam werden. Dies bedeutet aber, daß insbesondere bei kleinen Auslenkungen, die typisch für den Beginn einer schädlichen Schlingerbewegung sind, nur ein gerin­ ger Einfluß der Dämpfungselemente vorliegt. Somit lassen sich mit derartigen Kon­ struktionen gerade die erst anfangenden und dann ein Aufschwingen verursachen­ den Schlingerbewegungen nicht vermeiden.

Es ist weiterhin aus der WO 89/02374 A1 eine Anhängerkupplung bekannt, die einen etwa halbkreisförmigen Rahmen aufweist, der auf der Deichsel des Anhängers befe­ stigt ist und zusätzliche Anlenkungspunkte des Anhängers an dem Zugfahrzeug be­ reitstellt, die aufgrund der Ausladung des Rahmens im Seitenbereich und damit weit von dem Kupplungskopf beabstandet angeordnet sind. Dieser Rahmen wird bei ei­ ner Relativverschwenkung von Zugfahrzeug und Anhänger gegenüber seinen Füh­ rungen auf der Anhängerdeichsel verschoben, wobei bei einer derartigen Verschie­ bung Federelemente betätigt werden, die auf eine Rückstellung des Anhängers in seine neutrale Mittellage hinwirken. Es wird weiterhin erwähnt, daß an der Anlenkung des Rahmens am Zugfahrzeug Dämpfungselemente vorgesehen werden können, die die Bewegung zwischen Anhänger und Zugfahrzeug dämpfen können. Eine der­ artige Konstruktion weist den besonderen Nachteil auf, daß sie einen großen Bau­ raum zwischen Anhänger und. Zugfahrzeug benötigt. Darüber hinaus sind zusätzliche Anlenkungen des Rahmens an dem Zugfahrzeug vorzusehen, die bauliche Veränderungen des Zugfahrzeuges verursachen. Auch ist das Rückstellverhalten des An­ hängers bei Auslenkungen aus der neutralen Mittellage nur unzureichend, da erst bei größeren Auslenkungen die Federelemente der Kupplung nennenswerte Feder­ kräfte aufbringen und somit gerade wiederum um die neutrale Mittellage herum auf­ tretende Schlingerbewegungen nicht ausreichend gedämpft werden.

Die DE-GM 73 36 653 zeigt eine Kupplungseinrichtung, bei der ein Reibungsdämpfer 7 so zwischen einem seitlich auskragenden Hebel 5 und dem anhängerseitig festge­ legten Kupplungskopf 2 angeordnet, daß die Wirkungslinie seiner Schubstange etwa tangential an den Kugelkopf 1 der Anhängerkupplung verläuft. Es ist allerdings an der Einrichtung zur Schlingerdämpfung lediglich ein einzelner, einseitig und damit unsymmetrisch angeordneter Reibungsdämpfer 7 vorgesehen, der ein äußerst un­ günstiges Dämpfungsverhalten der Anhängerkupplung hervorruft. Es ergibt sich hierdurch eine Seite der Antischlingervorrichtung, die durch die sehr stark ausladen­ de Anordnung des Reibungsdämpfers 7 für eine Bedienperson nahezu nicht zugäng­ lich ist, wohingegen die gegenüberliegende Seite beispielsweise zum Ausfahren das Stützrades, zum Auflegen des Kupplungskopfes auf den Kugelkopf oder dgl. Hand­ habungen frei zugänglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Kupplung derart weiterzuentwickeln, daß das Schlingerverhalten des Anhängers auch schon bei kleinen Auslenkungen deutlich in beiden Auslenkungsrichtungen verbessert wird.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Kupplung zur Verbindung eines Zugfahrzeuges mit einem Anhänger, aufweisend einen Kupplungskopf sowie eine dem Kupplungskopf in drehbarer Verbindung zuzuordnende Deichsel, wobei an der Kupplung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger angeordnete Dämpfungselemente bei Relativverdrehung von Zugfahrzeug und Anhänger zueinander Kräfte auf den Anhänger ausüben, die den Anhänger in eine zur jeweiligen Bewegungsrichtung des Zugfahrzeuges im we­ sentlichen parallele neutrale Mittellage drängen. Eine derartige gattungsgemäße Kupplung wird dadurch weiter entwickelt, daß zwei symmetrisch im Bereich der Deichsel angeordnete und gegeneinander arbeitende Dämpfungselemente in der neutralen Mittellage im wesentlichen tangential zum Drehkreis der Deichsel um den Kupplungskopf ausgerichtet und derart an der Kupplung festgelegt sind, daß schon eine kleine Relativverdrehung zwischen Deichsel und Kupplungskopf aus der neutra­ len Mittellage heraus einen großen Verstellweg und damit eine hohe Verstellge­ schwindigkeit der Dämpfungselemente hervorruft. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Dämpfung, die üblicherweise proportional der Geschwindigkeit der Verschiebe­ bewegung der Dämpfungselemente ist, schon in einem Bereich der Auslenkung des Anhängers auftritt, der in oder nahe der Mittellage liegt. Somit werden auch schon bei kleinen Verschwenkungen zwischen Anhänger und Zugfahrzeug durch die große Verschiebung der Dämpfungselemente große Dämpfungskräfte auf den Anhänger ausgeübt, die ihn wieder in die neutrale Mittellage zurückdrängen und damit ein Schlingern des Anhängers sowie ein Aufschaukeln des Anhängers verhindern. Hier­ durch wird der Anhänger in seinen Fahreigenschaften stabilisiert, so daß auch bei Seitenwinden, Fehlverhalten des Fahrers oder dgl. ein sich aufschaukelndes Schlin­ gern des Anhängers sicher vermieden ist. Hierbei ist die Richtung der Auslenkung in Fahrtrichtung nach rechts bzw. nach links anders völlig unbeachtlich, da allein schon aufgrund der symmetrischen Anordnung und des sich gegenseitig beeinflussenden Dämpfungsverhaltens der Dämpfungselemente eine optimale Dämpfung des Schlin­ gerverhaltens erzielt werden kann. Das konstruktiv bedingte, zwangsläufig unsym­ metrische Dämpfungsverhalten jedes einzelnen Dämpfers wird hierdurch nahezu vollständig kompensiert, da immer ein Dämpfer bei einer Auslenkung in einer Rich­ tung ausfährt, wohingegen der andere Dämpfer gleichzeitig einfährt. Die kinematisch vorgegebene Wirkungsrichtung der Dämpfer erzeugt hierbei die großen Verschie­ bungen innerhalb jedes Dämpfers bei schon kleinen Auslenkungen des Anhängers, wobei die Dämpfer so zueinander ausgerichtet sind und so gegengleich arbeiten, daß sie eine sich ergänzende Wirkung auf den Anhänger ausüben.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Dämpfungselemente derart ausgestaltet, daß sie in der neutralen Mittellage von Deichsel relativ zum Kupplungskopf eine maxima­ le Dämpfungswirkung entfalten, wobei in weiterer Ausgestaltung die Dämpfungswir­ kung mit zunehmendem Verschwenkwinkel zwischen dem Kupplungskopf und der Deichsel auch geringer werden kann. Dadurch wird das Fahrverhalten des Gespannes aus Zugfahrzeug und Anhänger bei Kurvenfahrten oder dgl. verbessert, da die Dämpfungselemente vorrangig zur Stabilisierung in der Mittellage gedacht sind und um diese Mittellage herum die größte Wirkung entfalten. Bei größeren Einschlägen beispielsweise bei Kurvenfahrten wird die Dämpfungswirkung der Dämpfungsele­ mente geringer, wodurch das Fahrverhalten in Kurvenfahrten ebenfalls verbessert wird.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Dämpfungselemente anhän­ gerseitig in einem radialen Abstand von dem dem Kupplungskopf zugeordneten Punkt der Deichsel angelenkt sind. Hierdurch ergeben sich große Hebelwirkungen der angreifenden Dämpfungskräfte aufgrund der Relativverschiebung der Teile der Dämpfungselemente zueinander, wodurch die Rückstellmomente, die zur Stabilisie­ rung des Anhängers auf diesen aus den Dämpfungselementen einwirken, allein durch die geometrische Konfiguration besonders groß werden. Hierbei können in weiterer Ausgestaltung die Dämpfungselemente anhängerseitig in Fahrtrichtung des Zugfahrzeuges hinter dem Drehpunkt der Deichsel angelenkt sein, wodurch sich eine im wesentlichen tangential an den Drehkreis der Deichsel angeordnete Stellung der Dämpfungselemente ergibt.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Dämpfungselemente zugfahrzeugseitig in einem, vorzugsweise weiten Abstand vom Kupplungskopf angelenkt sind, so daß sich eine günstige Geometrie für den Angriff der Kräfte des Dämpfungselementes bei gleichzeitig hohen Verschiebebewegungen der Dämpfungselemente ergibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Dämpfungselemente zugfahrzeug­ seitig an gegenüberliegenden Enden einer traversenartigen Aufhängung angelenkt sind, die wiederum an dem Zugfahrzeug, vorzugsweise abnehmbar festgelegt ist. Hierdurch kann die Kupplung einerseits die benötigten Hebelkräfte sowie die günsti­ ge Geometrie der Stellung der Dämpfungselemente gewährleisten, gleichwohl ein­ fach am Zugfahrzeug anbringbar und ebenfalls wieder abnehmbar sein. Dies bedeu­ tet besondere Vorteile hinsichtlich der Funktion bei gleichzeitigen Vorteilen für die Benutzung.

Eine besonders vorteilhafte Geometrie der Anordnung der Elemente der Kupplung ergibt sich dann, wenn die Dämpfungselemente und die traversenartige Aufhängung in der neutralen Mittellage der Kupplung eine etwa gleichwinklig dreiecksförmige, mit der einen Grundseite quer zur Fahrtrichtung des Zugfahrzeuges und der gegenüber­ liegenden Spitze des Dreieckes zum Anhänger hin zeigende Konfiguration bilden. Eine derartige Anordnung entfaltet die besonders vorteilhaften Wirkungen hinsicht­ lich der Dämpfungskräfte bei gleichzeitig günstiger Gestaltung der Hebel und An­ griffspunkte der Dämpfungselemente. Hierdurch kann die Kupplung insgesamt klein bauen, wodurch gleichzeitig entsprechende Schwenkwinkel und damit Dämpfungs­ wege gewährleistet sind.

In weiterer Ausgestaltung sind die Dämpfungselemente zugfahrzeugseitig und an­ hängerseitig drehbar am Zugfahrzeug bzw. Anhänger angelenkt, so daß sie in jede sinnvolle Stellung von Zugfahrzeug und Anhänger zueinander drehbar sind und dort die beschriebenen Wirkungen entfalten können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die zugfahrzeugseitigen und die anhängerseitigen Anlenkungspunkte der Dämpfungselemente im wesentlichen in einer gleichen Höhenlage angeordnet sind. Hierdurch bildet sich eine vorteilhafter­ weise etwa auf Deichselhöhe liegende Anordnung der Anlenkungspunkte der Dämp­ fungselemente mit dem Auflagepunkt der Deichsel auf dem Kupplungskopf, so daß die üblicherweise in dieser Ebene auftretenden Belastungen der Kupplung sicher aufgefangen werden.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß die anhängerseitigen und/oder zugfahr­ zeugseitigen Anlenkungspunkte der Dämpfungselemente bezüglich ihrer Höhenlage zueinander versetzt angeordnet sind. Eine derartige höhenversetzte Anordnung die­ ser Anlenkungspunkte bewirkt zusätzliche Dämpfungsmomente um eine Achse etwa parallel zur Bewegungsrichtung des Gespannes aus Zugfahrzeug und Anhänger, die die sogenannten Wankmomente, also Drehmomente um eine Fahrzeuglängsachse positiv beeinflussen. Derartige Wankmomente entsprechen im wesentlichen den Drehmomenten, die auch Schlingerbewegungen zugrunde liegen, führen jedoch zu einem Aufschaukeln um die Fahrzeuglängsachse anstatt um die Fahrzeughochach­ se wie die Schlingerbewegungen. Auch durch entsprechende Wankbewegungen kann das Fahrverhalten des Anhängers ungünstig beeinflußt werden, wobei die nicht höhengleiche Anlenkung der Dämpfungselemente diesen Wankbewegungen entge­ genwirkt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Dämpfungselemente in ihrer Dämpfungs­ charakteristik an gewünschte Dämpfungseigenschaften zwischen Zugfahrzeug und Anhänger angepaßt werden, beispielsweise durch an der zulässigen Anhängelast oder dem Eigengewicht des Anhängers angepaßte Auslegung der Dämpfungskräfte. Ebenfalls können Dämpfungselemente unterschiedlicher absoluter Dämpfungskräfte bzw. auch unterschiedlicher Dämpfungskennlinien Verwendung finden, die in vorteil­ hafter Ausgestaltung auch eine degressive Kennlinie aufweisen können.

Hinsichtlich der Realisierung der erfindungsgemäßen Kupplung ist es von Vorteil, wenn handelsübliche Stoßdämpfer als Dämpfungselemente Anwendung finden kön­ nen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung zeigt die Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung in der neutralen Mittellage,

Fig. 2 eine Fahrsituation mit durch die erfindungsgemäße Kupplung ver­ bundenem Zugfahrzeug mit dem Anhänger bei Geradeausfahrt,

Fig. 3 eine Konfiguration der erfindungsgemäßen Kupplung bei Kurvenfahr­ ten von Zugfahrzeug und Anhänger,

Fig. 4 eine Prinzipskizze der kinematischen Veränderung der erfindungs­ gemäßen Kupplung bei einer Kurvenfahrt gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine prinziphafte Darstellung der Längung der Dämpfungselemente bei Kurvenfahrten gemäß Fig. 3,

Fig. 6 Darstellung der Veränderung der Länge der Dämpfungselemente in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel bei Kurvenfahrt gemäß Fig. 3,

Fig. 7 eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung mit Höhenversatz der anhängerseitigen Anlenkung der Dämpfungsele­ mente zur Wankbeseitigung.

In der Fig. 1 ist in einer prinziphaften Darstellung der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, wobei lediglich der Bereich der Kupplung in der neutalen Mittellage dargestellt ist und das Zugfahrzeug 10 bzw. der Anhänger 11 nur angedeutet sind.

Die erfindungsgemäße Kupplung weist ähnlich wie handelsübliche Kupplungen auch eine Deichsel 1 auf, die mit einem an dem zugfahrzeugseitigen Ende gebildeten Formelement eine Kupplungskugel 2 im angehängten Zustand des Anhängers 11 umgreift, wobei die Kupplungskugel 2 über eine hier nur angedeutete Anflanschung 9 an dem Zugfahrzeug 10 festgelegt ist. Die Deichsel 1, die noch näher in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist sowie die Herstellung einer drehbaren Verbindung zwi­ schen Kupplungskopf 2 und Deichsel 1 ist in vielfältig im Stand der Technik bekannter Weise ausgeführt und muß daher hier nicht näher dargestellt werden.

Zur Vermeidung von Schlingerbewegungen des Anhängers 11 ist zwischen Zugfahr­ zeug 10 und Anhänger 11 zusätzlich zu der Anhängevorrichtung aus Deichsel 1 und Kugelkopf 2 eine Anordnung vorgesehen, die aus zwei Dämpfungselementen 5 be­ steht, die zugfahrzeugseitig an einer Traverse 4 in Gelenkpunkten 7 gelenkig gela­ gert sind, wobei die anderen Enden der Dämpfungselemente 5 ebenfalls drehbar Anlenkungspunkte 8 an einem Gelenkelement 6 aufweisen, das wiederum an der Deichsel 1 festgelegt ist. Die Dämpfungselemente 5 sind hier als handelsübliche Stoßdämpfer abgebildet, die ebenfalls umfangreich bekannt sind und daher nicht weiter beschrieben werden müssen. Es versteht sich jedoch von selbst, daß derarti­ ge Stoßdämpfer im Rahmen der hier vorgestellten Lehre vielfältig abgewandelt und durch andere, entsprechend wirkende Dämpfungselemente 5 ersetzt werden kön­ nen.

Die Traverse 4 ist über die Anflanschung 9 z. B. lösbar an dem Zugfahrzeug 10 fest­ gelegt und kann daher beispielsweise auch gemeinsam mit einem abmontierbaren Kupplungskopf 2 vom Benutzer der Kupplung bei Bedarf montiert bzw. demontiert werden.

Die Traverse 4, die beiden Dämpfungselemente 5 sowie das Gelenkelement 6 an der Deichsel 1 bilden eine etwa dreiecksförmige Anordnung, wobei die beiden zug­ fahrzeugseitigen Anlenkungspunkte 7 an den gegenüberliegenden Endbereichen der Traverse 4 angeordnet sind. Das andere Ende der Dämpfungselemente 5 ist in den Anlenkungspunkten 8 derart mit einem radialen Abstand 3 von dem Drehpunkt um den Kupplungskopf 2 der Deichsel 1 herum angeordnet, daß die Mittellinie der Dämpfungselemente 5 etwa tangential an einen gedämpften Drehkreis der Deichsel 1 um den Kupplungskopf 2 herum verläuft. Je nach Abstand der beiden Anlen­ kungspunkte 7 sowie dem radialen Abstand 3 zwischen Kupplungskopf 2 und Anlen­ kungspunkten 8 der Dämpfungselemente 5 lassen sich Dämpfungselemente 5 un­ terschiedlicher Federwege einbauen.

Die in der Fig. 1 dargestellte neutrale Mittellage entspricht etwa der Relativlage, die die Kupplung bei einem Geradeauslauf des Zugfahrzeuges 10 beispielsweise bei einer Geradeausfahrt mit angehängtem Anhänger 11 einnimmt. Die Dämpfungsele­ mente 5 können sich hierbei beidseitig aus dieser durch die neutrale Mittellage vor­ gegebenen Stellung verschieben, wobei sie sich in grundsätzlich bei Stoßdämpfern bekannter Weise verlängern bzw. ineinander schieben. Bei diesem Verlängern bzw. Ineinanderschieben üben die Dämpfungselemente 5 Dämpfungskräfte auf die An­ lenkungspunkte 8 an der Deichsel 1 aus, die den Anhänger 11 in die neutrale Mittel­ lage zurückdrängen und hierdurch verhindern, daß etwa bei einer Geradeausfahrt auftretende leichte Lenkbewegungen des Zugfahrzeuges 10 zu einem Schlingern des Anhängers 11 bzw. sogar zu einem Aufschaukeln des Anhängers 11 mit even­ tuell schweren Unfallfolgen führen können.

Hierbei ist wie in den nachfolgenden Figuren noch näher beschrieben die besonders vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Kupplung darin zu sehen, daß aufgrund der geometrischen Anordnung der Anlenkungspunkte 8 der Dämpfungselemente 5 mit dem radialen Abstand 3 relativ zum Kupplungskopf 2 sowie der von dem Einfe­ derungsweg bzw. der Einfederungsgeschwindigkeit der Dämpfungselemente 5 ab­ hängenden Dämpfungswirkung auch schon bei kleinen Auslenkungen des Anhän­ gers 11 aus der neutralen Mittellage sehr hohe Dämpfungskräfte von den Dämp­ fungselementen 5 auf den Anhänger 11 einwirken und diesen in der neutralen Mittel­ lage stabilisieren. Durch die geometrische Anordnung der Anlenkungspunkte 7, 8 der Dämpfungselemente 5 wird dafür gesorgt, daß schon kleine Verschwenkungen der Deichsel 1 bzw. des Anhängers 11 aus der neutralen Mittellage große Einfederungen der Dämpfungselemente 5 hervorrufen, die noch dazu mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Aufgrund der Konstruktion beispielsweise bekannter Stoßdämpfer sind die durch das Einfedern erzeugten Dämpfungskräfte direkt proportional der Einfederge­ schwindigkeit, was dazu führt, daß schon bei kleinen Verschwenkungen die hohen Dämpfungskräfte sicher hervorgerufen werden.

Gleichzeitig ist durch den radialen Abstand 3 gewährleistet, daß diese hohen Dämp­ fungskräfte über den als Hebelarm wirkenden radialen Abstand 3 große Drehmo­ mente auf die Deichsel 1 ausüben, die als Rückstellmomente in die neutrale Mittella­ ge wirken. Insbesondere durch entsprechende Gestaltung der Größe des radialen Abstandes 3 kann beispielsweise auch schon bei relativ schwachen Dämpfungsele­ menten 5 eine hohe Dämpfungswirkung bzw. Rückstellwirkung in die neutrale Mittel­ lage erzielt werden. Durch den Angriffspunkt der Dämpfungskräfte kann daher auf einfache Weise auch die erzielte Dämpfungswirkung verändert werden.

Die drehbare Anlenkung in den Anlenkungspunkten 7, 8 der Dämpfungselemente 5 kann in grundsätzlich bekannter Weise beispielsweise durch bolzenartig gebildete Drehgelenke gebildet werden, die robust und verschleißarm sind.

In den Fig. 2 und 3 sind zwei typische Fahrsituationen eines Zugfahrzeuges 10 bei Geradeauslauf (Fig. 2) bzw. bei Kurvenfahrt (Fig. 3) zu erkennen. Das Zug­ fahrzeug 10 bewegt sich hierbei jeweils in die Fahrtrichtung 12, wobei der Anhänger 11 über die Kupplung an dem Zugfahrzeug 10 angekoppelt ist. In der neutralen Mit­ tellage verläuft die Mittelachse des Anhängers 11 etwa parallel zur Fahrtrichtung 12, wohingegen bei der Kurvenfahrt gemäß Fig. 3 ein Schwenkwinkel 14 zwischen Zugfahrzeug 10 und Anhänger 11 entsteht.

Insbesondere bei Geradeausfahrt, aber auch länger dauernden Kurvenfahrten ergibt sich zumindest zeitweise eine neutrale Mittellage dergestalt, daß der Anhänger 11 dem Zugfahrzeug 10 in nahezu konstantem Schwenkwinkel 14 folgt. Im Falle der Geradeausfahrt ist der Schwenkwinkel 14 gerade gleich null. Bei derartig konstanten Fahrverhältnissen können leichte Lenkbewegungen des Zugfahrzeuges 10, die der Fahrer nahezu automatisch vornimmt oder die etwa auch durch Ausgleich von Sei­ tenwinden notwendig werden, dazu führen, daß der Anhänger 11 um die jeweils ge­ bildete neutrale Mittellage herum schwenkt bzw. schlingert und sich dabei sogar bis hin zu einer starken Schrägstellung aufschaukeln kann. Hierdurch wird das Gespann aus Zugfahrzeug 10 und Anhänger 11 unkontrollierbar, wodurch immer wieder schwere Unfälle, beispielsweise bei Bergabfahrten oder dgl. entstehen. Die erfin­ dungsgemäße Kupplung sorgt dabei dafür, daß insbesondere bei Geradeausfahrten, aber auch bei allen anderen wie vorstehend beschriebenen neutralen Mittellagen des Anhängers 11 diese neutrale Mittellage nahezu ohne Schwingungen des An­ hängers 11 relativ zum Zugfahrzeug 10 eingehalten wird und ein Aufschaukeln si­ cher verhindert ist.

Untersucht man das kinematische Verhalten der erfindungsgemäßen Kupplung, so trägt man hier verschiedene Stellungen der Deichsel 1 relativ zum Zugfahrzeug 10 und zu den Dämpfungselementen 5 bzw. der Traverse 4 auf. Derartige Stellungen sind in den Fig. 4 und 5 anhand der sich ergebenden geometrischen Beziehung aufgezeigt, die sich ergebende Veränderung der Länge der Dämpfungselemente 5 ist zugehörig in der Fig. 6 angegeben.

Wie in Fig. 4 zu erkennen, insbesondere aber auch in Fig. 5 zahlenmäßig für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Längen der Dämpfungselemente 5 sowie der Anlen­ kungen 7, 8 der Dämpfungselemente 5 aufgezeigt, wird bei einer Kurvenfahrt des Zugfahrzeuges 10 ein Dämpfungselement 5 zusammengeschoben, das andere Dämpfungselement 5' auseinandergezogen. Trägt man diese Längenveränderung der verschiedenen Dämpfungselemente 5, 5' an der jeweiligen Position der Anlen­ kungspunkte 7, 8 der Dämpfungselemente 5 auf, so lassen sich rein geometrisch die zu erwartenden Längen der Dämpfungselemente 5, 5' in den verschiedenen Winkel­ stellungen zwischen Zugfahrzeug 10 und Anhänger 11 ermitteln. Hierbei ist in der Fig. 4 eine derartige Winkelveränderung in einem Winkelbereich bis ca. 70° des Schwenkwinkels 14 aufgetragen, wobei die Anlenkungspunkte 7, 8 des Dämp­ fungselementes 5 mit der Sachnummer 8 bezeichnet sind. Wird dieses Dämpfungs­ element 5 bei einer genau entgegengesetzten Kurvenfahrt nicht mehr gestaucht, sondern gedehnt, so ergibt sich die mit der Sachnummer 8' angegebene Abfolge von Positionen des Anlenkungspunktes 8, wobei das Dämpfungselement 5 die Längen gemäß der Sachnummer 5' aufweist. Übertragt man diese Werte wie in Fig. 5 dar­ gestellt und ermittelt den Abstand zwischen dem Anlenkungspunkt 7 und den jewei­ liger Anlenkungspunkten 8 bzw. 8' des Dämpfungselementes 5, so ergeben sich die dort zahlenmäßig angegebenen Längen des Dämpfungselementes 5. Überträgt man wiederum diese Längen in ein Koordinatensystem, in dem die Längen der Dämp­ fungselemente 5 auf der Ordinate und der Schwenkwinkel 14 auf der Abszisse auf­ getragen sind, so ergeben sich die beiden dort dargestellten Weg-/Winkelbeziehun­ gen. Ausgehend von der Länge des Dämpfungselementes 5 in der neutralen Mittel­ lage (hier bei etwa 456 mm) wird bei Einfedern des Dämpfungselementes 5 der un­ tere Teil der Kennlinie durchfahren, bei einer Verschwenkung in genau entgegenge­ setzter Richtung bei entgegengesetzter Kurvenfahrt entsprechend der oberen Hälfte der Kennlinie.

Es läßt sich hieraus erkennen, daß aufgrund der geometrischen Gestaltung der Kupplung sowie des Dämpfungsverhaltens des Dämpfungselementes 5 die größte Dämpfungswirkung schon bei kleinen Auslenkungen aus der neutralen Mittellage auftritt, wobei die Dämpfungswirkung bei zunehmendem Verschwenkwinkel 14 ge­ ringer werden kann. Dies läßt sich dadurch erklären, daß bei zunehmender Ver­ schwenkung des Anhängers 11 relativ zum Zugfahrzeug 10 der wirksame Hebelarm aufgrund des radialen Abstandes 3 immer geringer wird und dadurch auch bei gleichbleibender Dämpfungswirkung des Dämpfungselementes 5 an sich eine etwa degressive Kennlinie entsteht. Diese degressive Kennlinie ist durchaus erwünscht, da die Dämpfungswirkung zur Verhinderung von Schlingerbewegungen insbesonde­ re dort am größten sein soll, wo die häufigsten Fahrsituationen ein Schlingern her­ vorrufen, wie dies beispielsweise in der neutralen Mittellage bei der Geradeausfahrt auf der Autobahn oder dgl. ist.

Es versteht sich von selbst, daß die in den Fig. 4 bis 6 angegebenen Werte le­ diglich beispielhafte Größen zur Ermittlung des prinzipiellen Verhaltens der Dämp­ fungselemente 5 der erfindungsgemäßen Kupplung darstellen und selbstverständlich in jeglicher Form variiert werden können.

In der Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, die hinsichtlich der Vermeidung von Schlingerbewegungen der vorste­ hend geschilderten Ausführungsform entspricht, jedoch zusätzlich auch die Verhin­ derung von Wankbewegungen bewirkt. Wankbewegungen sind hierbei den Schlin­ gerbewegungen entsprechende Bewegungen des Anhängers 11, die allerdings um die Fahrzeuglängsachse erfolgen. Diese Wankbewegungen können ebenfalls, bei­ spielsweise bei unebener Fahrbahn oder dgl. auftreten und auch zu einem Aufschaukeln bis hin zu einem Umkippen des Anhängers 11 führen. Durch die Verlage­ rung der Anlenkungspunkte 7, 8 der Dämpfungselemente 5 in zwei oberhalb und unterhalb des Kupplungskopfes 2 befindliche Positionen werden durch die Dämp­ fungselemente 5 nicht nur Dämpfungskräfte etwa in der Ebene der Deichsel 1 her­ vorgerufen, sondern auch senkrecht dazu, so daß auch hier die Dämpfungskräfte durch die nach oben bzw. unten abragenden Abstandselemente 13 an der Deichsel 1 in entsprechende Rückstellmomente umgewandelt werden. Treten also in einer neutralen Mittellage Wankbewegungen auf, so wirken die Dämpfungselemente 5 auch um die etwa parallel zur Fahrtrichtung 12 angeordnete Mittelachse des Anhän­ gers 11. Es versteht sich von selbst, daß die in der Fig. 7 nur prinziphaft dargestell­ te Anlenkung der Dämpfungselemente 5 auch so erfolgen kann, daß das in Fahrt­ richtung gesehene rechte Dämpfungselement 5 unterhalb des Anlenkungspunktes 7 des in Fahrtrichtung gesehenen linken Dämpfungselementes 5 liegen kann. Hier­ durch ist keine grundsätzliche Änderung der Dämpfungseigenschaften gegenüber Wankbewegungen zu erwarten. Auch können alternativ oder zusätzlich die Anlen­ kungspunkte 7, 8 an der Traverse 4 in ihrer Höhenlage verändert werden.

Sachnummernliste

1

Deichsel

2

Kupplungskopf

3

radialer Abstand

4

Traverse

5

,

5

' Dämpfungselement

6

Gelenkelement

7

zugfahrzeugseitige Anlenkung

8

,

8

' anhängerseitige Anlenkung

9

Anflanschung

10

Zugfahrzeug

11

Anhänger

12

Fahrtrichtung

13

Abstandselemente

14

Schwenkwinkel

Claims (15)

1. Kupplung zur Verbindung eines Zugfahrzeuges (10) mit einem Anhänger (11), aufweisend einen Kupplungskopf (2) sowie eine dem Kupplungskopf (2) in drehbarer Verbindung zuzuordnende Deichsel (1), wobei an der Kupplung zwi­ schen Zugfahrzeug (10) und Anhänger (11) angeordnete Dämpfungselemente (5) bei Relativverdrehung von Zugfahrzeug (10) und Anhänger (11) zueinander Kräfte auf den Anhänger (11) ausüben, die den Anhänger (11) in eine zur jeweiligen Bewegungsrichtung des Zugfahrzeuges (10) im wesentlichen parallele, neutrale Mittellage drängen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch im Bereich der Deichsel (1) angeordnete und gegeneinander arbeitende Dämpfungselemente (5) in der neutralen Mittellage im wesentlichen tangential zum Drehkreis der Deichsel (1) um den Kupplungskopf (2) ausge­ richtet und derart an der Kupplung festgelegt sind, daß schon eine kleine Rela­ tivverdrehung zwischen Deichsel (1) und Kupplungskopf (2) aus der neutralen Mittellage heraus einen großen Verstellweg und damit eine hohe Verstellge­ schwindigkeit der Dämpfungselemente (5) hervorruft.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ elemente (5) in der neutralen Mittellage von Deichsel (1) relativ zum Kupp­ lungskopf (2) maximale Dämpfungswirkung entfalten.

3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungswirkung der Dämpfungselemente (5) mit zunehmendem Ver­ schwenkwinkel zwischen dem Kupplungskopf (2) und der Deichsel (1) geringer wird.

4. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungselemente (5) anhängerseitig in einem radialen Abstand vom dem dem Kupplungskopf (2) zugeordneten Drehpunkt der Deichsel (1) angelenkt sind.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ elemente (5) anhängerseitig in Fahrtrichtung (12) des Zugfahrzeuges (10) hin­ ter dem Drehpunkt der Deichsel (1) angelenkt sind.

6. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungselemente (5) zugfahrzeugseitig in einem, vorzugsweise weiten, Abstand vom Kupplungskopf (2) angelenkt sind.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ elemente (5) zugfahrzeugseitig an gegenüberliegenden Enden einer traversen­ artigen Aufhängung (4) angelenkt sind, die wiederum an dem Zugfahrzeug (10) festlegbar ist.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die traversensartige Aufhängung (4) abnehmbar an dem Zugfahrzeug (10) fest­ gelegt ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (5) und die traversenartige Aufhängung (4) in der neu­ tralen Mittellage der Kupplung eine etwa gleichwinklig dreiecksförmige, mit der einen Grundseite quer zur Fahrtrichtung (12) des Zugfahrzeuges (10) und der gegenüberliegenden Spitze des Dreieckes zum Anhänger (11) hin zeigende Konfiguration bilden.

10. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungselemente (5) zugfahrzeugseitig und anhängerseitig drehbar am Zugfahrzeug (10) bzw. Anhänger (11) angelenkt sind.

11. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die zugfahrzeugseitigen und anhängerseitigen Anlenkungspunkte (7, 8) der Dämpfungselemente (5) im wesentlichen in einer gleichen Höhenlage angeordnet sind.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die anhängerseitigen und/oder zugfahrzeugseitigen Anlenkungspunkte (7, 8) der Dämpfungselemente (5) bezüglich ihrer Höhenlage zueinander versetzt angeordnet sind.

13. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungselemente (5) in ihrer Dämpfungscharakteristik an ge­ wünschte Dämpfungseigenschaften zwischen Zugfahrzeug und Anhänger an­ paßbar sind.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ elemente (5) eine degressive Dämpfungskennlinie aufweisen.

15. Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungselemente (5) handelsübliche Stoßdämpfer aufweisen.