DE2906895A1 - Rigid coupling for trailer - has movable wheel mountings for self steering control - Google Patents
Rigid coupling for trailer - has movable wheel mountings for self steering controlInfo
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Abstract
Description
Die Erscheinung ist seit langem bekannt und ist z.B. letzthin in der Zeitschrift "ADAC Motorwelt" Nur.3, März 1978, S. 90 ff und Nr.2, Februar 1979, S. 22 ff beschrieben und fotographisch illustriert worden. Das "Schwänzeln" ist phänomenologisch eine angefachte, selbsterregte mechanische Schwingung, bei der zwar die Schwänzelbewegung um den Deichselkupplungs-Drehpunkt am auffälligsten ist, die jedoch noch mehr Freiheitsgrade besitzt. Angefacht bedeutet, daß die Schwingungsausschläge fortlaufend wachsen, womöglich bis zu einer gefährlichen Größe. Selbsterregt ist es, weil es schon nach einer genügend großen einmaligen Störung des Geradlaufes, beispiels-The phenomenon has been known for a long time and is, for example, recently in the "ADAC Motorwelt" magazine Nur.3, March 1978, p. 90 ff and No. 2, February 1979, P. 22 ff. And illustrated with photographs. That "waggle" is Phenomenologically a fanned, self-excited mechanical oscillation in which Although the wagging movement around the drawbar coupling pivot point is most noticeable, which, however, has even more degrees of freedom. Fanned means that the oscillation deflections grow continuously, possibly to a dangerous size. Is self-excited it, because after a sufficiently large one-time disturbance of the straight running, exemplary
weise durch eine Windböe, seine Energie zum dann fortlaufendem Wachstum aus der eigenen und der vom Zugfahrzeug stationär eingespeisten kinetischen Fahrenergie und nicht aus äußeren Fremderregungen bezieht. Fremderregungen können natürlich, müssen aber nicht zur Aufrechterhaltung der Schwingungen beitragen.wisely through a gust of wind, its energy for then continuous growth from its own kinetic driving energy and that of the towing vehicle and does not refer to external impulses. Foreign excitations can of course, but do not have to contribute to maintaining the vibrations.
Bei dem bisher üblichen Konstruktionsprinzip mit Deichsel und nicht um die Hochachse schwenkbaren Einzel- oder Tandemachsen ist dieser hinderlichen und zuweilen sogar gefährlichen Erscheinung nicht leicht beizukommen, wie die jahrelangen und letztlich doch nicht ganz befriedigenden Anstrengungen der Wohnwagen- und Fahrwerkshersteller zeigen. Es ist eine sichere technische Erkenntnis, daß phänomenologisch vergleichbare Schwingungsinstabilitäten mehr oder weniger plötzlich ab einer, wie der Terminus technicus lautet, "kritischen Geschwindigkeit" einsetzen können, wobei diese Geschwindigkeit womöglich ohne daß sich die Instabilität bemerkbar macht zunächst überschritten werden kann, bis dann eine Störung das "chwänzeln" umso heftiger einleitet.With the usual construction principle with drawbar and not Single or tandem axles that can be swiveled around the vertical axis are a hindrance and sometimes even dangerous phenomena not easy to deal with, as has been the case for years and ultimately not entirely satisfactory efforts by the caravan and chassis manufacturers demonstrate. It is a certain technical finding that phenomenologically comparable Vibration instabilities more or less suddenly starting at one, like the term technicus says, "critical speed" can use this speed possibly without the instability being noticeable initially exceeded until then a disturbance initiates the "wagging" all the more violently.
Diese kritische Grenze kann am besten durch gezielte konstruktive Maßnahmen, z.B. durch gezielte Änderungen des kinematischen Systems, aber auch durch gezielte Änderungen der Steifigkeiten und der dassenverteilungen erhöht werden. Auch durch geeignete Dämpfungselemente laßt sich diese Grenze erhöhen, doch zeigt sich sehr oft, daß bei den Konstruktionsprinzipien, nach denen die Ein- und Tandemachsanhänger gemäß dem derzeitigen Stand der Technik ausgelegt sind, hierfür nur unverhältnismäßig aufwendige Dämpfungselemente merkbare Verbesserungen bringen würden, beziehungsweise daß schwingungsmäßig ausreichende Dämpfer , insbesondere Reibungsdämpfer am Deichselkopf, die gewollten kinematischen Funktionen und Bewegungsfreiheiten des Zuges behindern, und zwar indem sie den Kurvenlauf erschweren und bei der Geradeausfahrt ein unangenehmes und schädliches Schragziehen des Anhängers verursachen können.This critical limit can best be achieved through targeted constructive measures Measures, e.g. through targeted changes to the kinematic system, but also through Targeted changes in the stiffness and the distribution of stresses can be increased. This limit can also be increased by suitable damping elements, but this is shown It is very often the case with the construction principles according to which the single and tandem axle trailers are designed in accordance with the current state of the art, only disproportionately for this expensive damping elements would bring noticeable improvements, respectively that adequate vibration dampers, especially friction dampers on the tiller head, impede the intended kinematic functions and freedom of movement of the train, namely by making cornering difficult and uncomfortable when driving straight ahead and can cause harmful tilting of the trailer.
Die hier dargelegte Erfindung beinhaltet ein Konstruktionsprinzip, das fahrstabiles Verhalten des geschleppten gleislosen Anhängers gewährleistet, und zwar insbesondere durch die kinematische GestaltungunteAni - und Fahrwerkselemente und durch Anordnung und Bemessung der Dämpfungselemente, die die gewollten Funktionen nicht merklich beeinträchtigen.The invention presented here includes a design principle ensures the stable behavior of the towed trackless trailer, and in particular through the kinematic design of the sub-assemblies and chassis elements and through the arrangement and dimensioning of the damping elements that perform the intended functions not noticeably affect.
Dem Prinzip der Erfindung gemäß wird das geschleppte gleislose Fahrzeug beispielsweise durch zwei Gabelgelenke (4), bzw. (leu) und (1b) mit dem Schleppfahrzeug lösbar verbunden. Die Gabelgelenke haben ihre horizontalen Schwenkachsen in einer Flucht und quer zur Längsachse des Zuges, um eventuelle relative Nickbewegungen &wischen Zugfahrzeug und Anhänger zu erlauben. Die Anhängekonstruktion (45) und (2b) wird beim Zugfahrzeug an Bauelementen angeschlossen, die ausreichende statische und dynamische Zugkräfte für den Schleppvorgang übernehmen können, beispielsweise an den Fahrzeuglängsträgern (3a) und (3b), wie sie auch bei den üblichen Anhängerkupplungen herangezogen werden.According to the principle of the invention, the towed trackless vehicle for example by two fork joints (4) or (leu) and (1b) with the towing vehicle releasably connected. The fork joints have their horizontal pivot axes in one Align and transversely to the longitudinal axis of the train to avoid any relative pitching movements & allow wiping of towing vehicle and trailer. The trailer construction (45) and (2b) is connected to components in the towing vehicle that have sufficient static and can take over dynamic tractive forces for the towing process, for example on the vehicle side members (3a) and (3b), as they are with the usual trailer hitches can be used.
Anhängerseitig werden die Gabelgelenke (1), (1a) und (1b) direkt oder unter Zwischenschaltung von Feder-Dampfer-Elementen (4), welche steife lineare Federn mit elastischen Endanschlägen oder steife stark progressive Federn enthalten, beispielsweise hintereinanderliegende unterschiedliche Tellerfedern, an Bauelemente (sir) und (5b) des Anhängers angeschlossen, die ebenfalls zur Ubertragung der statischen und dynamischen Schleppkräfte aufnahmefähig sind.On the trailer side, the fork joints (1), (1a) and (1b) are direct or with the interposition of spring-damper elements (4), which are stiff linear springs with elastic end stops or rigid highly progressive springs included, for example different disc springs, one behind the other, on components (sir) and (5b) of the trailer connected, which is also used to transmit the static and dynamic Towing forces are able to absorb.
In dies Elemente können die Auslösemechanismen für Auflaufbremsen integriert sein. Zur Aufnahme der Federn, Dämpfer und Auslöser und zur Kraftübertragung auf den Anhänger bieten sich gewöhnlich die entsprechend gestalteten und nach vorn verlängerten Längsträger (6a) und(6b) des Anhängers an. Die Dämpfungswerte der Elemente (4) werden dem unteren Steifigkeitsbereich von deren Federn angepasst.The release mechanisms for the overrun brakes can be installed in these elements be integrated. For holding the springs, dampers and triggers and for power transmission on the trailer there are usually the appropriately designed and forward extended longitudinal members (6a) and (6b) of the trailer. The attenuation values of the elements (4) are adapted to the lower stiffness range of their springs.
Erfindungsgemäß ist das kinematische Prinzip des Fahrwerkes des geschleppten gleislosen Fahrzeuges dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (78,) und (7b) auf Achsspindeln (8), (8a) und (8b) gelagert sind, die an schwenkbare Bauelemente (q), (qa) und (Sb) montiert sind, die nach dem Prinzip der Achsschenkel von Kraftfahrzeugvorderachsen ausgebildet sind. Die Bauelemente (q), (9X) und (qb) sind in Lagern (10), (40) und (lot) gelagert, die ähnlich wie die Enden von Gabel- oder Faustachsen gestaltet sind und an tragfähigen Bauelementen des Anhängers, beispielsweise unter Zwischenschaltung von Federaggregaten und Dämpfern an den Längsträgern (sW) und (##) oder sonstigen festen Teilen der Anhängerbodenkonstruktion angeschlossen sind. Man kann auch vollständige Gabel- oder Faustachsen verwenden. Die Gabel- beziehungsweise Faustgelenke können je nachdem wie die Forderungen für die Fahreigenschaften gestellt werden, vor, hinter oder bei den Raddrehachsen liegen. Ihre Schwenkachsen können senkrecht oder geneigt zur Fahrbahnebehe sein, so daß je nach gewünschten Fahreigenschaften ein Vor- oder Nachlaufwinkel vorhanden ist. Die Radspindel-, also Raddrehachsen können zur Erzielung gewisser Fahreigenschaften je nachdem senkrecht oder geneigt zur vertikalen Mittellängsebene des Anhängers sein, so daß gegebenenfalls positive oder negative Sturz- und/oder Vor- oder Nachspurwinkel vorhanden sind. Die einen Enden der schwenkbaren Bauelemente (1), (*a) und (9b) können durch eine geteilte oder ungeteilte Spurstange (11), gegebenenfalls unter der üblichen Zwischenschaltung von Spurstangenhebeln verbunden sein.According to the kinematic principle of the chassis of the towed trackless vehicle characterized in that the wheels (78,) and (7b) on axle spindles (8), (8a) and (8b) are mounted, which are attached to pivotable components (q), (qa) and (Sb) are mounted on the principle of the steering knuckle of motor vehicle front axles are trained. The components (q), (9X) and (qb) are in bearings (10), (40) and (Lot) stored, which is designed similar to the ends of fork or fist axes and on load-bearing components of the trailer, for example with the interposition of spring assemblies and dampers on the side members (sW) and (##) or others fixed parts of the trailer floor construction are connected. One can also complete Use fork or fist axles. The fork or fist joints can depending on how the requirements for the driving characteristics posed be in front of, behind or next to the wheel rotation axes. Your swivel axes can be perpendicular or inclined to the level of the road, so that depending on the desired driving characteristics there is a leading or trailing angle. The wheel spindle, i.e. wheel rotation axes can be used to achieve certain driving characteristics, depending on whether it is vertical or inclined to the vertical central longitudinal plane of the trailer, so that possibly positive or negative camber and / or toe-in or toe-out angles are present. The one Ends of the pivotable components (1), (* a) and (9b) can be divided by a or undivided tie rod (11), optionally with the usual interposition be connected by tie rod levers.
Dieselben oder die entgegengesetzten Enden der Schwenkbauelemente (9), (9a) und (q;) sind erfindungsgemäß über DämpfungsaF,gregate (12), deren Hubrichtungein der Schwenkebene der die Radspindeln tragenden Bauelemente (q), (5z) und (9S) liegen oder dazu geneigt sind, mit ausreichend dimensionierten Bauteilen des Anhängers mit funktionsgerechter Freigängigkeit verbunden. Die Hubrictltungen und die Dämpfungseigenschaften der Dämpferaggregate (At) können beispielsweise so ausgelegt sein, daß sie entweder nur die Schwenkschwingungen der Bauelemente (), (9a) und (war) dämpfen, ohne die Nachlauffreiheit des Anhängers merklich zu behindern, oder sie können so angeordnet und ausgelegt sein, daß sie noch zur Dämpfung der Hub-und Wankbewegangen des Anhängers beitragen.The same or opposite ends of the pivot members (9), (9a) and (q;) are according to the invention via damping aF, gregate (12), whose stroke direction is the swivel plane of the components (q), (5z) and (9S) carrying the wheel spindles or are inclined to do so, with sufficiently dimensioned components of the trailer associated with functional freedom of movement. The lift directions and the damping properties the damper units (At) can be designed, for example, so that they either only dampen the swiveling vibrations of the components (), (9a) and (war) without the Noticeably obstruct the trailer's freedom of movement, or they can be so arranged and designed so that they still dampen the lifting and rolling motion of the trailer contribute.
In 4nalogie zu Konstruktionen mit Tandemachsen üblicher Fahrwerke können die ## schwenkbaren Bauelemente (fl) (qs) und (5$) erfindungsgemäß mit je zwei nebeneinanderliegenden Achsspindeln auf jeder Seite des Anhängers versehen werden oder es können schwenkbare Bauteile (9), (9a) und (9b) nebst Spurstangen (11), Gabel-oder Faustlagern (10), (10a) und (10b) und Dämpfungsaggregaten (12) auf jeder Anhängerseite doppelt angeordnet ii sein. In die Radaufhängungskonstruktion können Elemente für den Raddruck- und den Bremskraftausgleich integriert sein.In analogy to designs with tandem axles of conventional trolleys can the ## pivotable components (fl) (qs) and (5 $) according to the invention with each two adjacent axle spindles on each side of the trailer or there can be pivotable components (9), (9a) and (9b) together with tie rods (11), fork or fist bearings (10), (10a) and (10b) and damping units (12) be arranged twice on each trailer side ii. In the suspension construction elements for wheel pressure and braking force compensation can be integrated.
Es kann eine Vorrichtung zum Blockieren oder zur manuellen Lenkung der Schwenkbewegung der Bauelemente (q), (qa) und (9) vorgesehen werden, um Parkmanöver o.ä. zu erleichtern, beispielsweise nach dem Prinzip der Zahnstangen lenkung mithilfe einer Zahnstange an der Spurstange (11), in die ein von außen, oder im Innern des Anhängers, betätigbares und blockierbares Ritzel eingreift.It can be a device for blocking or for manual steering the pivoting movement of the components (q), (qa) and (9) are provided for parking maneuvers etc. to facilitate, for example using the principle of rack and pinion steering a rack on the Tie rod (11) into which one from the outside, or inside the trailer, actuatable and lockable pinion engages.
Dem Prinzip der Erfindung gemäß wird die Bewegungsfreiheit des Anhängers um die Hochachse relativ zum Zugfahrzeug durch die in den vorstehenden Ausführungen beschriebenen Anhängekonstruktionen (SA) und (&>) mit den Gabelgelenken (1), dz Ct) und (A;) eingeschränkt, gekennzeichnet dadurch, daß zwei horizontal nebeneinanderliegende Anhängestellen im Abstand von größenordnungsmäßig mehr als die halben Fanrzeugbreiten am Heck des Zugfahrzeugs und passend an der Frontseite des Anhängers angeordnet sind. In einer weiteren Ausfüfrungsform kann die übliche Deichsel-Anhängerkupplung umgestaltet oder durch zusätzliche Bauteile ergänzt werden, so daß Drehungen um ihre Hochachse gesperrt oder wenigstens äußerst zäh gedämpft werden, Die Nickrotationen der Kupplung bleiben freigängig.According to the principle of the invention, the freedom of movement of the trailer around the vertical axis relative to the towing vehicle is restricted by the trailer constructions (SA) and (&>) with the fork joints (1), dz Ct) and (A;) described in the preceding explanations in that two horizontally adjacent attachment points are arranged at a distance of the order of magnitude more than half the fan tool widths at the rear of the towing vehicle and suitably on the front of the trailer. In a further embodiment, the usual drawbar trailer coupling can be redesigned or supplemented by additional components so that rotations around its vertical axis are blocked or at least extremely tough, The pitch rotations of the clutch remain free.
In noch einer weiteren Ausfüflrungsform kann die Deichselanhängung beibehalten werden, jedoch werden zusätzlich Längsverbindungen etwa nach dem Prinzip der Anhängekonstruktion (usa) und (b$), welche zwei horizontal nebeneinanderliegende Anhängestellen zwischen Zugfahrzeug und Anhänger vorsieht, angebracht, welche mit solchen Feder- und Dämpfungselementen ausgestattet sind, daß erfindungsgemäß auf jeden Fagl die schnelleren Schwänzelschwingungen gegenüber den langsameren Nachlaufbewegungen sehr stark gedämpft und unterdrückt werden. Eventuell vorgesehene Auslösemechanismen für Auflaufbremsen können beispielsweise auf dem Prinzip der #### Kraftanstelle der Wegansprechung aufgebaut sein.In yet another embodiment, the drawbar attachment are retained, but additional longitudinal connections are roughly based on the principle the trailer construction (usa) and (b $), which are two horizontally adjacent Provides attachment points between the towing vehicle and trailer, attached which with such spring and damping elements are equipped that according to the invention every Fagl the faster wagging oscillations compared to the slower wake movements very strongly attenuated and suppressed. Eventually provided trigger mechanisms for overrun brakes, for example, on the principle of the #### power place the approach to the path.
Das fahrstabile Verhalten von geschleppten gleislosen Fahrzeugen mit Einzel- oder Tandemachsen wird ##### nach dem erfindungsgemäßem Prinzip der Anhänge- und Fahrwerkskonstruktion durch das Zusammenwirken mehrerer Komponenten des beschriebenen Systems erzielt.The stable driving behavior of towed trackless vehicles Single or tandem axles are ##### according to the inventive principle of the trailer and chassis construction through the interaction of several components of the described Systems achieved.
Zunächst wird die Freiheit von Schwänzelbewegungen des Anhängers unterbunden oder jedenfalls stark eingeschränkt durch den großen horizontalen Abstand quer zur Fahrtrichtung der Anhängebauelemente (5a) und (5b), mithin auch (1), (1a) und (1b) sowie (2a) und (2b).First of all, the trailer's freedom from wagging movements is prevented or at least severely limited by the large horizontal distance across the Direction of travel of the trailer components (5a) and (5b), therefore also (1), (1a) and (1b) as well as (2a) and (2b).
Oder, bei den Ausführungsformen mit Deichsel, durch die Sperre oder sehr zähe Dämpfung der relativen Drehungen um die Hochachse zwischen Zugfahrzeug und Anhänger an der Kupplung. Die Schwänzelanschlußsteifigkeit bei den jetzt gebräuchlichen Deichselkupplungen ist, funktionsgereckt nach ihrem Konstruktionsprinzip, praktisch Null, unvorteilhafterweise aber gegenüber Schwänzelbewegungen.Or, in the case of the embodiments with a drawbar, through the lock or very tough damping of the relative rotations around the vertical axis between the towing vehicle and Trailer on the coupling. The stiffness of the tail connection in the now common Drawbar couplings are functional according to their design principle, practical Zero, but disadvantageously compared to wagging movements.
Sogenannte auf dem Prinzip der Coulomb'schen Dampfung beruhende Schwänzel-Stabilisatoren sind an sich nicht funktionsgerecht.So-called Schwänzel stabilizers based on the principle of Coulomb damping are not functional in themselves.
Die Geradlauf- und Stabillaufeigenschaften des Fahrwerkes können bei Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips einerseits nach erprobten technischen Erkenntnissen durch die geeignete Wahl von positiven oder negativen Sturz- und Vor- und Nachspurwinkeln, mittels der Neigungen der Achsspindeln (8), (8A) und (3L), durch Wahl der Vor- und Nachlaufwinkel, mittels der Neigungen der Gabel-oder Faustgelenke (t,' ), (40a) und (flbp), sowie durch deren Vor-, Neutral- oder Rücklage beeinflußt werden. Andererseits läßt sich das Schwingungsverhalten des Fahrwerkes und damit des Anhängers noch die Bemessung und Anordnung beziehungsweise Neigung der Dämpfungselemente (4t) günstig beeinflussen, ohne daß die Freiheit des gewünschten Nachlaufes des Anhängers beinKurvenfahrt hinter dem Schleppfahrzeug nennenswert beschränkt wird. Die Schwänzel- und die Fahrwerksschwingungen werden bei den erfindungsgemäßen Anhängekonstruktionen in wesentlich höheren Frequenzbereichen liegen als die Nachlaufbewegungen. Dadurch ist eine technisch günstige Bemessung der Dämpfer möglich.The straight running and stable running properties of the chassis can be used in Application of the principle according to the invention on the one hand according to tried and tested technical knowledge through the appropriate choice of positive or negative camber and toe-in and toe-out angles, by means of the inclinations of the axle spindles (8), (8A) and (3L), by selecting the pre- and Caster angle, by means of the inclinations of the fork or thumb joints (t, '), (40a) and (flbp), as well as their forward, neutral or reserve position. on the other hand can the vibration behavior of the chassis and thus of the trailer still the Dimensioning and arrangement or inclination of the damping elements (4t) favorable influence without affecting the freedom of the trailer to follow when cornering is noticeably restricted behind the towing vehicle. The waggle and the chassis vibrations are in the trailer structures according to the invention in much higher frequency ranges lie than the wake movements. This is a technically favorable dimensioning the damper possible.
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DE (1) | DE2906895A1 (en) |
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- 1979-02-22 DE DE19792906895 patent/DE2906895A1/en not_active Withdrawn
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