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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Auflieger oder Anhänger mit
verbesserter Lenkung.
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Spezieller
betrifft die Erfindung einen Auflieger oder Anhänger, der, wie üblich, mit
Mitteln versehen ist, um den Auflieger an ein Zugfahrzeug zu koppeln,
und der im Wesentlichen aus einem Fahrgestell und mindestens zwei
lenkbaren Radachsen besteht, die jede an einer Stütze befestigt
sind, wobei jede Stütze
rotierbar um eine vertikale Achse an dem Fahrgestell angebracht
ist.
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Ein
solcher Auflieger oder Anhänger
kann mit einer Lenkung zum Verdrehen der lenkbaren Radachsen um
ihre vertikalen Achsen beim Nehmen einer Kurve versehen sein, synchron
zu den relativen Winkelverschiebungen des Aufliegers oder Anhängers in
Bezug zu dem Zugfahrzeug.
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Die
Lenkungen der bekannten Auflieger und Anhänger, wie beispielsweise in
DE 1530868 A oder in
DE 1216519 B offenbart,
sind im allgemeinen relativ komplex, kostspielig und schwer.
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Die
Lenkungen der bekannten Auflieger und Anhänger sind außerdem darin
vom Nachteil, dass sie relativ viel ausschwenken, insbesondere mit
ihrem rückwärtigen Teil,
wenn sie eine Kurve nehmen.
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Dieses
Ausschwenken ist nicht nur gefährlich
für den
umgebenden Verkehr, es macht das Fahrzeug auch instabil, indem es
das Fahrzeug und die auf dem Auflieger oder Anhänger befindliche Ladung zum
Schwanken bringt, und es erzeugt erhöhte Seitenkräfte auf
dem Fahrgestell, der Aufhängung und
den Achsen.
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Ein
anderer Nachteil ist, dass die Schwenkbewegungen des Zugfahrzeugs
verstärkt
auf den Auflieger oder Anhänger übertragen
werden, wodurch der Auflieger oder Anhänger mehr als das Zugfahrzeug
ausschwenken wird, was in Hinblick auf Stabilität und Manövrierbarkeit von Nachteil ist.
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Noch
ein anderer Nachteil ist, dass bei den bekannten Lenkungen das Nehmen
kurzer Kurven um ein Hindernis oder eine Person herum unmöglich sind,
ohne den Gegenstand zu beschädigen
oder die Person zu verletzen, sodass der Fahrer die Biegung entlang
der Außenseite
der Kurve nehmen muss, was wiederum gefährlich für den Gegenverkehr in der Kurve
sein kann.
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Ein
damit verbundener Nachteil ist das bekannte Problem des toten Winkels,
wobei Personen an der Innenseite der Kurve unglücklicherweise von dem Auflieger
oder Anhänger,
dessen Wendekreis kleiner als der des Zugfahrzeugs ist, erfasst
werden können.
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Ein
anderer Nachteil davon ist, dass die Reifen eines solchen Aufliegers
oder Anhängers,
insbesondere beim Nehmen kurzer Biegungen, starken seitlichen Torsionskräften auf
der Straße
unterzogen sind, was sowohl für
den Verschleiß der
Reifen und auch der Fahrbahnoberfläche, als auch für den Kraftstoffverbrauch
von Nachteil ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt das Verschaffen einer Lösung für einen
oder mehrere der oben erwähnten
und andere Nachteile.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Auflieger oder Anhänger mit
verbesserter Lenkung, der im Wesentlichen aus einem Fahrgestell
und mindestens zwei lenkbaren Radachsen besteht, wobei jede lenkbare
Radachse an einer Stütze
befestigt ist, die rotierbar um eine vertikale Achse an dem Fahrgestell
angebracht ist und die mit einer Lenkung zum Verdrehen der betreffenden
lenkbaren Radachse um die betreffende vertikale Achse versehen ist,
sowie Mitteln, die das Koppeln des Aufliegers oder Anhängers an
ein Zugfahrzeug ermöglichen,
wobei jede rotierbare Stütze
der lenkbaren Radachsen eine Stange umfasst, die in einer Führung der
betreffenden rotierbaren Stütze
axial verschiebbar ist, wobei diese beiden Stangen jede mit jeweils
einem Ende mit einer gemeinsamen Lenkung in Form eines Drehgelenks verbunden
sind, welches an dem Fahrgestell befestigt ist und mittels eines
vertikalen Scharnierelements um eine vertikale Achse rotieren kann,
wobei besagtes Drehgelenk mit einem Antrieb versehen ist, der das
Drehgelenk synchron zu den relativen Winkelverdrehungen des Aufliegers
oder Anhängers
in Bezug auf das Zugfahrzeug bewegt.
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Durch
Aktivieren des oben erwähnten
Antriebs beim Nehmen einer Kurve werden das gemeinsame Drehgelenk
somit auch die scharnierbar befestigten Enden der Stangen in einem
geeigneten Winkel verdreht, wodurch diese Stangen wiederum die lenkbaren
Radachsen in einem geeigneten Winkel rotieren, sodass der Auflieger
in der Kurve besser gelenkt wird.
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Überraschenderweise
wird dank einer gemeinsamen Lenkung in Form eines gemeinsamen Drehgelenks
ein Fahrzeug mit einer sehr guten Straßenlage und Stabilität erhalten.
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Durch
Anwendung eines gemeinsamen Drehgelenks, das zwischen den lenkbaren
Radachsen positioniert ist, kann gewährleistet werden, dass beide
Radachsen des Aufliegers oder Anhängers beim Nehmen einer Kurve
in entgegengesetzter Richtung und außerdem in einem unterschiedlichen Winkel
verdreht werden, so dass die Lenkung leicht an die Geometrie jedes
beliebigen Aufliegers oder Anhängers
angepasst werden kann.
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Dieses
Phänomen
einer ungleichen Lenkung der Achse kann weiter angepasst werden,
indem das Drehgelenk exzentrisch zwischen die oben erwähnten lenkbaren
Radachsen und somit in einen unterschiedlichen Abstand von jeder
dieser lenkbaren Radachsen positioniert wird.
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Das
oben erwähnte
Scharnierelement, womit jede Stange mit dem Drehgelenk verbunden
ist, ist bevorzugt ein gemeinsames Scharnierelement, und jede der
oben erwähnten
Führungen
einer Stange der lenkbaren Radachsen ist quer zur Längsrichtung
der betreffenden lenkbaren Radachse gerichtet, sodass sich das Scharnierelement
beim Geradeausrahren in einer vorderen oder hinteren Position befindet.
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Das
bietet den Vorteil, dass die Lenkungen beim Nehmen sanfter Kurven
weniger empfindlich reagieren wird als beim Nehmen kurzer, scharfer
Kurven, was ein Vorteil ist, da das Ausschwenken auf der Straße verringert
wird, während
es möglich
wird, beim Nehmen scharfer Kurven einen kurzen Wendekreis zu beschreiben,
ohne das Risiko, unglücklicherweise
mit einer Person oder einem Hindernis an der Innenseite der Kurve
zusammenzustoßen.
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Das
verringerter Ausschwenken ist gut für die Stabilität und manövriert des
Fahrzeugs und führt zu
einer verringerten seitlichen Belastung des Fahrgestell, der Räder und
der Aufhängung,
was zu weniger Verschleiß führt.
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Zur
besseren Verdeutlichung der Merkmale der Erfindung sind die folgenden
bevorzugten Ausführungsformen
eines Aufliegers und eines Anhängers
mit einer verbesserten Lenkung gemäß der Erfindung angeführt, nur
als Beispiel und ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu
sein, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 schematisch
eine Ansicht eines Fahrzeugs, bestehend aus einem Zugfahrzeug und
einem daran gekoppelten Auflieger, der mit zwei lenkbaren Achsen
und einer erfindungsgemäßen verbesserten Lenkung
versehen ist, darstellt;
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2 einen
Abschnitt gemäß Linie
II-II in 1 in einem größeren Maßstab darstellt;
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3 das
Fahrzeug von 1 darstellt, jedoch beim Nehmen
einer Kurve;
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4 eine
Variante von 1 darstellt;
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5 das
Fahrzeug von 4 beim Nehmen einer Kurve darstellt;
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6 eine
Variante darstellt, wobei der Auflieger mit einer zusätzlichen
starren Achse versehen ist;
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7 das
Fahrzeug von 6 beim Nehmen einer Kurve darstellt;
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8 einen
Vergleich des Lenkverhaltens eines Fahrzeugs mit einem Auflieger
mit einer erfindungsgemäßen verbesserten
Lenkung in Bezug auf ein vergleichbares Fahrzeug mit einer bekannten Lenkung
darstellt;
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9 eine
Variante von 4 darstellt, jedoch mit einem
Anhänger
anstelle eines Aufliegers.
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Das
Fahrzeug 1 von 1 wird von einem Zugfahrzeug 2 und
einen daran gekoppelten Auflieger 3 gebildet, der im Wesentlichen
aus einem Fahrgestell 4 besteht, das in diesem Fall von
mindestens zwei lenkbaren Radachsen 5 und 6 mit
Rädern 7 getragen
wird.
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Der
Auflieger 3 ist mittels eines konventionellen 5 Königszapfens 8 mit
dem Zugfahrzeug 2 gekoppelt, welcher Zapfen drehbar mit
einer Sattelplatte 9 an dem Zugfahrzeug 2 zusammenwirken
kann.
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Die
lenkbaren Radachsen 5 und 6 sind jede an einer 1 Stütze 10 befestigt,
die drehbar um eine vertikale Achse 11 an dem Fahrgestell 4 vorgesehen ist.
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Der
Auflieger 3 ist mit einer erfindungsgemäßen verbesserten Lenkung versehen,
die, in dem angeführten
Beispiel von 1, ein Drehgelenk 12 in Form
einer Platte 13 umfasst, die mittels eines rotierenden
Rings 14 verdrehbar um eine vertikale Achse X-X' an dem Fahrgestell 4 befestigt
ist, wobei dieser rotierende Ring 14, wie bekannt ist,
aus einem inneren Ring 15, womit der rotierende Ring 14 an
dem Fahrgestell 4 befestigt ist, und einem äußeren Ring 16,
woran die Platte 13 befestigt ist, und Kugellagern 17,
die es dem äußeren Ring 16 ermöglichen,
sich um den inneren Ring 15 zu drehen, besteht.
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In
dem angeführten
Beispiel ist das Drehgelenk 12 zwischen den zwei lenkbaren
Radachsen 5 und 6 angebracht und ist spezieller
exzentrisch in Bezug zur Mitte M der Mittellinie zwischen den rotierenden
Achsen 11 der lenkbaren Radachsen 5 und 6 plaziert,
wobei das Drehgelenk 12 über einen Abstand B nach vorne
bewegt wird und mit anderen Warten das Zentrum des Drehgelenks 12 sich
in einem kürzeren
Abstand C von der vorderen lenkbaren Radachse 5 befindet
als dem Abstand D zu der hinteren lenkbaren Radachse 6.
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Die
verbesserte Lenkung wird weiter von zwei Stangen 18 gebildet,
die sich axial in einer Führung 19 von
jeder der vorgenannten rotierbaren Stützen 10 verschieben
können,
welche Stangen 18 mit einem Ende 20 mittels eines
in diesem Fall gemeinsamen vertikalen Scharnierelements 21 in
einem Abstand zur Drehachse X-X' des
Drehgelenks 12 mit dem vorgenannten Drehgelenk 12 verbunden
sind.
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Die
Führungen 19 werden
in diesem Fall von Buchsen gebildet, worin die betreffenden Stangen 18 verschiebbar
angebracht sind, und die in einer Richtung quer zur Längsrichtung
jeder betreffenden lenkbaren Radachse 5, 6 und
durch die vertikale rotierenden Welle 11 der betreffenden
Stütze 10 verlaufend an
den jeweiligen Stützen 10 der
lenkbaren Radachsen befestigt sind.
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Das
Drehgelenk 12 ist mit einem Antrieb 22 versehen,
dass in diesem Fall von einem Kabeltrieb mit einem Kabel 23,
das einerseits über
eine eine erste Seilscheibe 24, die an dem äußeren Ring 16 des
rotierenden Rings 14 befestigt ist, geführt wird, und das andererseits
mittels eines zweiten rotierenden Rings der in den Figuren nicht
dargestellt ist, über
eine zweite Seilscheibe 25 geführt wird, welche zweite Seilscheibe
rotierend in einer mittigen Position in Bezug zu dem oben erwähnten Königszapfen 8 an dem
Fahrgestell 4 befestigt ist, und die mit der Sattelscheibe 9 des
Zugfahrzeugs 2 zusammenwirken kann, da ein Keil 26 an
der zweiten Seilscheibe 25 befestigt ist, der, wenn gekoppelt,
in einer pflockförmigen
Nut 27 der Sattelscheibe 9 gehalten wird.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen verbesserten
Lenkung ist sehr einfach und wie folgt.
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Wenn
das Zugfahrzeug 2 geradeaus fährt, befinden sich die lenkbaren
Radachsen 5 und 6, wie in 1 dargestellt,
in einer neutralen Position quer zur Längsachse des Aufliegers 3.
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Wenn
das Zugfahrzeug 2 eine Kurve nimmt, wie in 3 dargestellt,
wird eine gegenseitige Winkelverschiebung A zwischen den Zugfahrzeug 2 und dem
Auflieger 3 erzeugt, wodurch das Drehgelenk 12 synchron
zu dieser Winkelverschiebung A in einem proportionalen Winkel, oder
in dem angeführten
Beispiel, wobei die Seilscheiben 24 und 25 denselben Durchmesser
haben, in einem identischen Winkel A angetrieben wird.
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Wenn
das Drehgelenk 12 sich dreht, wird das gemeinsame Scharnierelement 21 zwischen
den Enden 20 der Stangen 18 in dieser Drehbewegung mitgenommen,
wodurch diese Stangen 18 die lenkbaren Radachsen 5 und 6 in
die entgegengesetzte Richtung drehen, mit Winkeln E beziehungsweise
F, die sich voneinander unterscheiden, so dass die Räder 7 gemäß der Krümmung der
Kurve gerichtet sind und der Auflieger 3 sich in der Kurve
besser verhalten wird.
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Dank
der Tatsache, dass die Stangen durch ein Drehgelenk gesteuert werden,
können
die lenkbaren Radachsen mit größeren Winkeln
gedreht werden als bei den bekannten Lenkungen, was beim Nehmen
kurzer Kurven vorteilhaft ist.
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4 stellt
eine Variante eines Fahrzeugs 1 von 1 dar, wobei
in diesem Fall das gemeinsame Scharnierelement 21 sich
in einer Position befindet, die zum rückwärtigen Teil des Aufliegers 3 gerichtet ist,
wenn die lenkbaren Radachsen 5 und 6 in eine neutrale Position
gedreht sind, um in der Lage zu sein, geradeaus zu fahren.
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Die
Funktionsweise dieser Variante ist analog zu der von 1,
mit dem Unterschied, dass, beim Nehmen einer Kurve, wie in 5 dargestellt, die
lenkbaren Radachsen 5 und 6 um andere Winkel verdreht
sind als im Fall von 3.
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6 stellt
eine Variante von 4 mit einem Auflieger mit drei
Achsen dar, wobei in diesem Fall eine zusätzliche starre Achse 28 zwischen
den lenkbaren Achsen 5 und 6 angebracht ist.
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Das
Lenkverhalten einer solchen Variante, wie in 7 dargestellt,
ist analog zu dem der vorangehenden Variante.
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8 stellt
schematisch mittels der Kurve G den Bahnverlauf ab der Mitte der
Vorderseite des Zugfahrzeugs 2 dar, beim Verfolgen einer
sich schlängelnden
Bahn, und die Kurven H und I stellen die entsprechenden Bahnverläufe ab der
Mitte der rückwärtigen Seite
eines Aufliegers 3 mit einer erfindungsgemäßen Lenkung
beziehungsweise mit einer bekannten Lenkung dar.
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Ein
Vergleich der Bahnverläufe
H und I zeigt deutlich an, dass ein Auflieger 3 mit einer
erfindungsgemäßen Lenkung
zur Innenseite des Bahnverlaufs G gerichtet ist, während ein
Auflieger mit einer vergleichbaren Länge und mit einer herkömmlichen
Lenkung zur Außenseite
des Bahnverlaufs G gerichtet ist, und dass außerdem die Ausschwenkbewegung 1 eines
Aufliegers mit einer herkömmlichen
Lenkung eher verstärkt
wird.
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Tests
haben gezeigt, dass mit einer erfindungsgemäßen Lenkung die maximale seitliche
Abweichung L1 zwischen den Kurven G und H in der Größenordnung
von 20 cm liegt, während
die maximale Abweichung L2 zwischen den Kurven G und I viel größer ist.
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9 stellt
eine Variante der, wobei eine erfindungsgemäße verbesserte Lenkung an einem
Anhänger 29 angewendet
wird, wobei die Mittel zum Koppeln des Anhängers an ein Zugfahrzeug 2 von
einer Anhängerkupplung 30 an
dem Zugfahrzeug 2 und einer damit zusammenwirkenden sogenannten Deichsel 31 gebildet
werden, die so auf dem Anhänger 29 angebracht
ist, dass sie um einen Drehpunkt 32 rotieren kann, und
wobei die zweite Seilscheibe 25 zentriert in Bezug zu diesem
Drehpunkt 32 an dem Fahrgestell des Anhängers angebracht ist und durch
die relativen Bewegungen der Deichsel 31 verdreht wird.
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Obwohl
das Drehgelenk 11 in den Figuren mit einem Kabeltrieb 22 versehen
ist, ist es nicht ausgeschlossen, andere Antriebe in Form eines
hydraulischen, mathematischen, elektrischen oder anderen mechanischen
Antriebs vorzusehen.
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Es
ist deutlich, dass die Erfindung auf einen Auflieger 3 mit
mehr als zwei lenkbaren Achsen und mit mehreren starren Achsen angewendet
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die als Beispiel angeführten und
in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
begrenzt; vielmehr kann ein solcher Auflieger oder Anhänger mit
einer erfindungsgemäßen verbesserten Lenkung
in einer Vielfalt von Formen und Abmessungen hergestellt werden,
ohne den Rahmen der Erfindung, wie durch die Ansprüche definiert,
zu verlassen.