DE202013100364U1

DE202013100364U1 - Kupplungsanordnung zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger

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Publication number: DE202013100364U1
Application number: DE201320100364
Authority: DE
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Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-03-05
Anticipated expiration: 2023-01-26

Abstract

Kupplungsanordnung zwischen einem Zugfahrzeug (1) und einem Anhänger (2), wobei das Zugfahrzeug (1) eine Hinterachse mit angetriebenen Hinterrädern (3) aufweist sowie eine hintere Anhängekupplung (7), der Anhänger (2) eine starre Deichsel (4) aufweist, an welcher vorn ein Kupplungsstück (6) vorgesehen ist, welches mit einem Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) zusammenwirkt und an einen Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass am Anhänger (2) ein Haltepunkt (8) vorgesehen ist, welcher höher als das Kupplungsstück (6) des Anhängers (2) angeordnet ist und an welchem ein hinteres Ende eines zusätzlich zu der Deichsel (4) vorgesehenen Zugelements (9) befestigt ist, und dass am Zugfahrzeug (1) ein Zugpunkt (10) vorgesehen ist, an welchem ein vorderes Ende des Zugelements (9) befestigt ist, wobei der Zugpunkt (10) in Längsrichtung des Zugfahrzeugs (1) zwischen dem Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) und der Hinterachse angeordnet ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Kupplungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Praxis zeigt sich häufig das Problem, dass über die starre Deichsel, welche Vertikalkräfte in die Anhängekupplung des Zugfahrzeugs einleiten kann, auch nach oben gerichtete, aushebende Kräfte auftreten können, so dass die Traktion der Hinterräder reduziert wird. Beispielsweise bei als Traktoren bezeichneten landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen kann auf einem aufgeweichten Ackerboden der Fahrwiderstand des Anhängers so groß sein, dass dieser den erwähnten Traktionsverlust des Zugfahrzeugs bewirkt, so dass, wie dies aus der Praxis nicht unbekannt ist, ggf. ein zweites landwirtschaftliches Zugfahrzeug herbeigerufen werden muss, um den auf dem Acker stecken gebliebenen Zug, bestehend aus Zugfahrzeug und Anhänger, zu unterstützen und wieder in Fahrt zu bringen. Diese Problematik betrifft Anhänger mit einer starren Deichsel, wie beispielsweise einen Zentralachsanhänger, einen Dolly, oder dergleichen. Bei Drehschemel-Anhängern tritt die geschilderte Problematik nicht auf, da deren Deichsel üblicherweise um eine horizontale Achse schwenkbar am Anhänger gelagert ist, so dass sie keine Vertikalkräfte in Form von Druckkräften oder Hebekräften auf die Anhängekupplung des Zugfahrzeugs übertragen kann.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kupplungsanordnung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger dahingehend zu verbessern, dass diese eine verbesserte Traktion an der Hinterachse des Zugfahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, sowie durch ein nach Anspruch 15 ausgestaltetes Zugfahrzeug bzw. einen nach Anspruch 17 ausgestalteten Anhänger.
Die Neuerung sieht mit anderen Worten vor, dass zusätzlich zu der Deichsel, welche den Anhänger mit dem Zugfahrzeug verbindet, ein zusätzliches Zugelement vorgesehen ist. Das Zugelement bewirkt, dass sich der Anhänger mit seinem Kupplungsstück mit einem höheren Druck auf der Anhängekupplung des Zugfahrzeugs abstützt, so dass auf diese Weise die Traktion an den angetriebenen Hinterrädern des Zugfahrzeugs verbessert wird.
Zu diesem Zweck verläuft das Zugelement zwischen einem Haltepunkt am Anhänger und einem Zugpunkt am Zugfahrzeug, die wie folgt lokalisiert sind: Am Anhänger ist der Haltepunkt höher als das Kupplungsstück des Anhängers angeordnet, und am Zugfahrzeug ist der Zugpunkt, bezogen auf die Längsrichtung des Zugfahrzeugs, zwischen der Anhängekupplung und der Hinterachse angeordnet.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Zugelement horizontal verläuft oder schräg nach vorn unten, also vom Haltepunkt am Anhänger schräg nach unten zum Zugpunkt am Zugfahrzeug verläuft. Hierdurch wird die vorteilhafte Belastungsunterstützung an der Anhängekupplung vorteilhaft unterstützt und sichergestellt.
Beispielsweise weisen moderne Kugelkopfkupplungen an den landwirtschaftlichen Zugmaschinen eine zulässige Stützlast von bis zu 4 t auf, so dass eine entsprechend intensive zusätzliche Belastung der Hinterachse des Zugfahrzeugs und damit eine entsprechend verbesserte Traktion der Hinterräder des Zugfahrzeugs bewirkt werden kann.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das Zugelement längenveränderlich ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann die Druckbelastung an der Anhängekupplung des Zugfahrzeugs eingestellt werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem das Zugfahrzeug mit seiner Hinterachse auf eine Waage gefahren wird und zunächst die Belastung ohne das Zugelement ermittelt wird, beispielsweise indem der Anhänger nach einer ersten Messung angekuppelt wird und dann mittels der zweiten Messung die auf die Anhängekupplung wirkende Stützlast ermittelt wird. Ausgehend von der zulässigen Stützlast kann dann das Zugelement montiert und hinsichtlich seiner Länge eingestellt werden, bis die gewünschte Stützlast erreicht ist.
Als Beispiele für längenveränderliche Zugelemente können beispielsweise ein auf eine Seiltrommel aufgewickeltes Zugseil sowie ein Hydraulikzylinder Verwendung finden, so dass durch die hydraulische Beaufschlagung des Hydraulikzylinders dessen Länge eingestellt werden kann bzw. die wirksame Seillänge, die für das Seil als Zugelement relevant ist, durch Auf- oder Abwickeln entsprechender Seilabschnitte auf oder von der Seiltrommel eingestellt werden kann.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass zu dem längenveränderlichen Zugelement auch noch ein Antriebselement und eine Steuerung vorgesehen sind, die miteinander wirksam verbunden sind. Das Antriebselement dient dazu, die Länge des Zugelementes zu verändern. Am Beispiel des erwähnten Seils kann das Antriebselement in einem ersten Ausführungsbeispiel ein Motor bzw. Getriebemotor sein, der die erwähnte Seiltrommel wahlweise in der einen oder anderen Drehrichtung antreibt, so dass die wirksame Länge des Seils vergrößert oder verkleinert werden kann. In einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Seil von einem Befestigungspunkt um eine Umlenkrolle geführt sein und weiter bis zu einem Hydraulikzylinder, der das Antriebselement bildet. Durch Längenänderung des Hydraulikzylinders kann die wirksame Länge des Seils vergrößert oder verkleinert werden, nämlich die Länge des Seilabschnitts zwischen dem Befestigungspunkt und der Umlenkrolle.
Am Beispiel des erwähnten Hydraulikzylinders kann das Antriebselement beispielsweise eine Hydraulikpumpe sein, so dass je nach Betätigung dieser Hydraulikpumpe das Fluidvolumen im Hydraulikzylinder vergrößert oder verkleinert und somit die Länge des Hydraulikzylinders entsprechend verändert werden kann.
Die zudem vorgesehene Steuerung ist mit dem Antriebselement wirksam verbunden, so dass mittels der Steuerung das Antriebselement derart angesteuert werden kann, dass die wirksame Länge des Zugelementes verändert wird. Letztlich kann also mittels der Steuerung die Länge des Zugelementes beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Steuerung eine als Stellelement ausgestaltete Handhabe aufweisen, so dass beispielsweise ein Fahrer des Zugfahrzeugs mittels dieser Handhabe auf die Steuerung einwirken und somit die wirksame Länge des Zugelements einstellen kann.
Vorteilhaft kann bei einer Kupplungsanordnung, die das Zugelement, ein Antriebselement und eine Steuerung aufweist, ein Belastungssensor vorgesehen sein, der die Druckbelastung erfasst, welche auf die Anhängekupplung einwirkt. Beispielsweise kann ein solcher Belastungssensor unmittelbar an der Anhängekupplung des Zugfahrzeugs vorgesehen sein, oder an der Deichsel und dem Kupplungsstück des Anhängers, oder der Belastungssensor kann am Zugelement vorgesehen sein, so dass jedenfalls mittels des Belastungssensors Messwerte erfasst werden, die entweder direkt oder indirekt eine Berechnung der auf die Anhängekupplung einwirkenden Druckbelastung ermöglichen.
Dieser Sensor ist mit der Steuerung wirksam verbunden und liefert Eingangssignale für die Steuerung, so dass die Steuerung in Abhängigkeit von diesen Sensorsignalen automatisch die wirksame Länge des Zugelements mittels des erwähnten Antriebselementes steuert. Bei dieser Ausgestaltung der Kupplungsanordnung kann beispielsweise eine vorgegebene Stützlast eingestellt werden, die beispielsweise max. 90 % der zulässigen Stützlast betrifft, und ohne weitere Eingriffe durch den Fahrer wird dann mittels der Steuerung automatisch die Länge des Zugelements so eingestellt, dass die vorgegebene Stützlast erreicht wird. Auf diese Weise kann die weiter oben geschilderte Vorgehensweise erübrigt werden, die tatsächlich anliegende Stützlast jeweils durch Fahrten auf eine Waage zu ermitteln.
Am Beispiel des erwähnten Hydraulikzylinders kann vorgesehen sein, dass der Belastungssensor als Drucksensor ausgestaltet ist, welcher den im Hydraulikzylinder herrschenden Druck erfasst.
Vorteilhaft kann die mechanische Belastung der Kupplungsanordnung die aus plötzlich auftretenden Stößen resultiert dadurch verringert werden, dass zwischen dem Zugelement und dem Anhänger oder zwischen dem Zugelement und dem Zugfahrzeug oder innerhalb des Zugelements ein Stoßdämpfer vorgesehen ist. Es kann sich dabei beispielsweise um ein Federpaket handeln, beispielsweise in Form mehrerer abwechselnd unterschiedlich ausgerichteter Tellerfedern, oder um einen hydraulischen Federspeicher, der beispielsweise mit dem Hydraulikfluid des erwähnten Hydraulikzylinders in Verbindung steht, so dass jedenfalls durch derartige Federelemente plötzliche Belastungsspitzen abgefangen werden.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der am Zugfahrzeug vorgesehene Zugpunkt gabelförmig ausgestaltet ist und zwei Arme aufweist, zwischen denen ein in an sich bekannter Weise vorgesehener Zapfwellenanschluss am Zugfahrzeug angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Zugpunkt am Zugfahrzeug besonders vorteilhaft möglichst tief angeordnet werden, ohne die Nutzung des Zapfwellenanschlusses zu beeinträchtigen.
Der vorliegende Vorschlag kann beispielsweise bei landwirtschaftlichen Zügen Anwendung finden, bei denen eine gute Traktion der Hinterräder am Zugfahrzeug darüber entscheiden kann, ob der Zug auf einem schwerem Ackerboden stecken bleibt oder fahren kann.
Der vorliegende Vorschlag kann jedoch auch bei Straßenfahrzeugen Anwendung finden, beispielsweise auch wenn PKWs als Zugfahrzeuge genutzt werden. Bei den hier vielfach verwendeten Einachs-Anhängern kann durch eine Beladung mit einem großen Gewichtsanteil hinter der Achse des Anhängers ebenfalls das Problem auftreten, dass die Hinterachse des Zugfahrzeugs entlastet wird, wodurch die Fahrstabilität des Zuges erheblich beeinträchtigt werden kann. Durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Kupplungsanordnung besteht die Möglichkeit, das Zugelement zu spannen und so nach und nach die Stützlast zu erhöhen, die auf die Anhängekupplung einwirkt.
Das längenveränderliche Zugelement kann bei den im PKW-Bereich vergleichsweise geringen Stützlasten und den dementsprechend vergleichsweise geringen wirkenden Kräften beispielsweise eine Gewindespindel aufweisen oder als Seil bzw. Spanngurt ausgestaltet sein. Die Längenänderung des Zugelements kann gegebenenfalls manuell erfolgen, beispielsweise mittels einer Kurbel, so dass eine vorschlagsgemäße Kupplungsanordnung möglichst wirtschaftlich geschaffen werden kann und beispielsweise auch von privaten Nutzern genutzt werden kann, die z. B. lediglich wenige Fahrten pro Jahr im Gespannbetrieb absolvieren, z. B. mit einem Campinganhänger.
Von einem Haltepunkt, der an der Deichsel des Anhängers befestigt und gegebenenfalls nachgerüstet werden kann, verläuft das Zugelement zu dem am Zugfahrzeug vorgesehenen Zugpunkt, der vorteilhaft an der Anhängekupplung selbst vorgesehen sein kann, so dass keine zusätzlichen Eingriffe am Zugfahrzeug erforderlich sind. Beispielsweise kann der Zugpunkt durch eine Öse gebildet sein, die an den Hals einer eigens dafür vorgesehenen Kugelkopf-Anhängekupplung geschweißt ist. Oder die Öse kann mittels einer Manschette an dem Hals einer Kugelkopf-Anhängekupplung befestigt werden, so dass bereits vorhandene Anhängekupplungen nachgerüstet und mit einem Zugpunkt versehen werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert.
In der Zeichnung sind ein Zugfahrzeug 1 und ein Anhänger 2 jeweils teilweise dargestellt. Das Zugfahrzeug 1 weist eine Hinterachse mit zwei angetriebenen Hinterrädern 3 auf, und am Anhänger 2 erstreckt sich eine starre Deichsel 4 von einer Vorderachse 5 nach vorn zum Zugfahrzeug 1. Die Deichsel 4 weist ein Kupplungsstück 6 auf, welches mit einer Anhängekupplung 7 des Zugfahrzeugs 1 zusammenwirkt, wobei die Anhängekupplung 7 eine bestimmte, durch die Bauart bedingte Stützlast aufnehmen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines landwirtschaftlichen Zugfahrzeugs 1 weist die Anhängekupplung 7 einen Kugelkopf sowie eine zulässige Stützlast von 4 t auf.
Höher als das Kupplungsstück 6 ist am Anhänger 2 ein Haltepunkt 8 vorgesehen, von dem aus sich ein Zugelement 9 bis zu einem Zugpunkt 10 am Zugfahrzeug 1 schräg nach unten verlaufend erstreckt. Das Zugelement 9 ist längenveränderlich und zwar in seiner Länge einstellbar, so dass auf diese Weise die vom Anhänger 2 auf das Zugfahrzeug 1 übertragene, und sich als Stützkraft auf die Anhängekupplung 7 auswirkende Belastung eingestellt werden kann.

Claims

Kupplungsanordnung zwischen einem Zugfahrzeug (1) und einem Anhänger (2), wobei das Zugfahrzeug (1) eine Hinterachse mit angetriebenen Hinterrädern (3) aufweist sowie eine hintere Anhängekupplung (7), der Anhänger (2) eine starre Deichsel (4) aufweist, an welcher vorn ein Kupplungsstück (6) vorgesehen ist, welches mit einem Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) zusammenwirkt und an einen Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass am Anhänger (2) ein Haltepunkt (8) vorgesehen ist, welcher höher als das Kupplungsstück (6) des Anhängers (2) angeordnet ist und an welchem ein hinteres Ende eines zusätzlich zu der Deichsel (4) vorgesehenen Zugelements (9) befestigt ist, und dass am Zugfahrzeug (1) ein Zugpunkt (10) vorgesehen ist, an welchem ein vorderes Ende des Zugelements (9) befestigt ist, wobei der Zugpunkt (10) in Längsrichtung des Zugfahrzeugs (1) zwischen dem Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) und der Hinterachse angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) horizontal oder schräg nach unten vom Haltepunkt (8) zum Zugpunkt (10) verläuft.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) längenveränderlich ausgestaltet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9), ein Antriebselement und eine Steuerung wirksam miteinander verbunden sind, wobei das Antriebselement die Länge des Zugelements (9) verändernd ausgestaltet ist, und wobei mittels der Steuerung das Antriebselement ansteuerbar, derart, dass die wirksame Länge des Zugelements (9) zwischen dem Haltepunkt (8) und dem Zugpunkt (10) einstellbar ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein die auf die Anhängekupplung (7) einwirkende Druckbelastung erfassender Belastungssensor vorgesehen ist, welcher mit der Steuerung wirksam verbunden ist, und wobei die Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie die wirksame Länge des Zugelements (9) in Abhängigkeit von der Druckbelastung der Anhängekupplung (7) steuert.
Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) als Hydraulikzylinder ausgestaltet ist.
Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein die auf die Anhängekupplung (7) einwirkende Druckbelastung erfassender Belastungssensor vorgesehen ist, der als Drucksensor ausgestaltet ist, welcher den im Hydraulikzylinder herrschenden Druck erfassend angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) als Seil ausgestaltet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das als Seil ausgestaltete Zugelement (9) von einer Seiltrommel abwickelbar angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das als Seil ausgestaltete Zugelement (9) von einem Hydraulikzylinder gezogen angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zugelement (9) und dem Anhänger (2) und / oder dem Zugfahrzeug (1) ein Stoßdämpfer vorgesehen ist.
Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der am Zugfahrzeug (1) vorgesehene Zugpunkt (10) gabelförmig ausgestaltet ist und zwei Arme aufweist, zwischen denen ein Zapfwellenanschluss am Zugfahrzeug (1) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) einen Stoßdämpfer aufweist.
Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer als hydraulischer Federspeicher ausgestaltet ist, der mit dem Hydraulikfluid des Hydraulikzylinders in Verbindung steht.
Zugfahrzeug (1) einer nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestalteten Kupplungsanordnung, wobei das Zugfahrzeug (1) eine Hinterachse mit angetriebenen Hinterrädern (3) aufweist sowie eine hintere Anhängekupplung (7), und am Zugfahrzeug (1) ein Zugpunkt (10) vorgesehen ist, welcher zur Festlegung des vorderen Endes eines mit einem Anhänger (2) verbindbaren Zugelements (9) ausgestaltet ist, und der Zugpunkt (10) oberhalb der Anhängekupplung (7) und in Längsrichtung des Zugfahrzeugs (1) zwischen dem Kupplungspunkt der Anhängekupplung (7) und der Hinterachse angeordnet ist.
Zugfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhängekupplung (7) einen so genannten, an einem tragenden Bauteil des Zugfahrzeugs (1) befestigbaren Hals aufweist sowie einen den Kupplungspunkt bildenden Kugelkopf, und dass am Hals der Anhängekupplung (7) der Zugpunkt (10) des Zugfahrzeugs (1) vorgesehen ist.
Anhänger (2) einer nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestalteten Kupplungsanordnung, wobei der Anhänger (2) eine starre Deichsel (4) aufweist, an welcher vorn ein mit einer Anhängekupplung (7) eines Zugfahrzeugs (1) zusammenwirkendes Kupplungsstück (6) vorgesehen ist, und am Anhänger (2) ein Haltepunkt (8) vorgesehen ist, welcher zur Festlegung des hinteren Endes eines mit dem Zugfahrzeug (1) verbindbaren, zusätzlich zu der Deichsel (4) vorgesehenen Zugelements (9) ausgestaltet ist.