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Die
Erfindung betrifft eine Anhängekupplung für Nutzfahrzeuge
wie LKW's oder dergleichen
und insbesondere eine automatische Kugelkupplung.
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Anhängekupplungen
sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. So kennt man beispielsweise automatische Bolzenkupplungen
für Nutzfahrzeuge
und insbesondere LKW. Ferner sind Kugelkupplungen mit einer an einem
Anhänger
befestigten Kugelkalotte bekannt, welche eine an einem Zugfahrzeug
befestigte Kupplungskugel im Kupplungszustand übergreift, wobei die Kugelkalotte
mittels eines Niederhalters gegen die Kupplungskugel drückbar ist.
Der Niederhalter kann drehbar oder schwenkbar gelagert sein, jedenfalls
verlangen derartige Kugelkupplungen eine manuelle Betätigung und
dürfen
daher bei LKW's
oder dergleichen Nutzfahrzeuge nicht eingesetzt werden. Denn in
solchen Fällen
können
aus einer manuellen Kupplungsbetätigung
erhebliche Unfallgefahren für
die Bedienungspersonen resultieren. Kupplungskugeln sind jedoch insofern
vorteilhaft, als sie eine spielfreie Verbindung des Anhängers mit
der Zugmaschine gewährleisten, woraus
großer
Fahrkomfort ohne Schläge/Stöße beim
Beschleunigen und Bremsen resultiert. – Aus diesem Grunde ist die
Entwicklung einer automatischen Kugelkupplung erstrebenswert. Hier
setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anhängekupplung in der Ausführungsform
einer automatischen Kugelkupplung zu schaffen, die für Nutzfahrzeuge
wie LKW's oder dergleichen
besonders geeignet ist und sich durch einfache und funktionssichere
Bauweise auszeichnet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Anhängekupplung
für Nutzfahrzeuge,
insbesondere eine automatische Kugelkupplung, mit einem Kupplungsmaul
(am Zugfahrzeug), einem in dem Kupplungsmaul anhebbaren (und absenkbaren)
Kupplungsbolzen mit einer Kupplungskugel, zumindest einem Sicherungsbolzen
zur Sicherung des in Kupplungsstellung angehobenen Kupplungsbolzen
gegen Absenken, mit einem Hubmechanismus mit einer von einer Rückstell-
bzw. Schließfeder
beaufschlagten Hubgabel für
den Kupplungsbolzen und mit einem Kupplungselement (am Anhänger) mit
einer in das Kupplungsmaul einführbaren
Kugelkalotte, wobei die Hubgabel und der Kupplungsbolzen in Offenstellung über einen
wechselseitigen Rastsitz in Eingriff stehen (und gehalten sind),
wobei ferner der Rastsitz durch Niederdrücken des Kupplungsbolzens durch
die in das Kupplungsmaul eingeführte
und die Kupplungskugel beaufschlagende Kugelkalotte gelöst wird
und die federbeaufschlagte Hubgabel den Kupplungsbolzen bis zum
Eingriff von Kupplungskugel und Kugelkalotte in Kupplungsstellung
anhebt. – Diese
Maßnahmen
der Erfindung haben zur Folge, dass eine automatisch arbeitende
Kugelkupplung verwirklicht wird, die als Anhängekupplung für Nutzfahrzeuge
wie insbesondere LKW, aber auch bei Traktoren in der Landtechnik,
tiefliegenden Anhängungen
für Starrdeichselanhänger, Schwerlasttransporter,
PKW-Transporter und Baumaschinen eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Kugelkupplung
zeichnet sich wegen der relativ großen Kontaktfläche im Kupplungsbereich – im Gegensatz zu
der sonst üblichen
Punktbelastung bei Bolzenkupplungen – durch einen relativ geringen
Verschleiß aus.
Darüber
hinaus ist eine spielfreie Verbindung des Anhängers mit der Zugmaschine über herkömmlichen
Kugelkupplungen gewährleistet.
Das gilt ebenso für
den schlag- bzw.
stoßfreien
Fahrkomfort beim Beschleunigen und Bremsen. Hinzu kommt, dass ein Wechsel
von automatischer Bolzenkupplung auf die erfindungsgemäße automatische
Kugelkupplung problemlos möglich
ist. Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Anhängekupplung ein Kugel-Anhebesystem
ohne Auslöser
verwirklicht, weil das automatische Kuppeln nach Einführen der
Kugelkalotte in das Kupplungsmaul erfolgt. Daraus resultiert ein schneller
und funktionssicherer Schließvorgang.
Im Ganzen wird eine einfache und funktionssichere Bauweise erreicht.
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Weitere
erfindungswesentliche Merkmale sind im Folgenden aufgeführt. So
sieht die Erfindung vor, dass die Hubgabel zwei Gabelschenkel aufweist, deren
dem Kupplungsbolzen zugewandten Gabelenden jeweils eine Rastausnehmung
mit einer Rastkante besitzen, in welche der Kupplungsbolzen unter Rastsitzbildung
mit einem Rastrand an seinem unteren Bolzenende eingreift. Erst
wenn die Kugelkalotte den Kugelkopf und folglich Kupplungsbolzen
niederdrückt, überfährt dessen
Rastrand die Rastkanten an den Gabelschenkeln, wodurch der Rastsitz
gelöst wird
und der Kupplungsbolzen mit der Kupplungskugel von der Hubgabel
in Kupplungsstellung angehoben wird. Der Kupplungsbolzen weist oberhalb
seines Rastrandes beidseitig einer Führungsrippe Lagerausnehmungen
für die
in den Lagerausnehmungen nach Verlassen des Rastsitzes hochschwenkbaren Gabelschenkel
der Hubgabel auf, welche die Führungsrippe
als Verdrehsicherung für
den Kupplungsbolzen zwischen sich aufnehmen. Erfindungsgemäß weisen
die Lagerausnehmungen obenseitig jeweils eine Gleitfläche mit
vorgegebener Steigung und ohne Selbsthemmung für die Gabelschenkel der Hubgabel auf,
welche den Kupplungsbolzen nach Verlassen des Rastsitzes im Wege
einer Hochschwenkbewegung im Zusammenwirken mit den Gleitflächen nach oben
in Kupplungsstellung drücken
und halten. Der Kupplungsbolzen ist zweckmäßigerweise bodenseitig von
zumindest einer ihn in den Rastsitz drückenden Rastfeder beaufschlagt,
so dass gleichsam ein spielfreier Rastsitz selbst bei Stoß- und Schlagbeanspruchungen
gewährleistet
ist. Vorzugsweise besitzt der Hubmechanismus für die Hubgabel einen Handhebel
mit einer drehbar gelagerten Betätigungsstange,
an welche die Hubgabel angeschlossen ist und welche von zumindest
einer Schließ-
bzw. Rückstellfeder
beaufschlagt ist, welche die Hubgabel nach Verlassen bzw. Lösen des
Rastsitzes im Wege einer Entspannung hochschwenkt. Dieser Hubmechanismus
bzw. sein Betätigungshebel
ermöglicht
darüber hinaus
eine mechanische, pneumatische oder hydraulische Fernbedienung,
also auch um den Kupplungsbolzen im Zuge eines Entkuppelns in seine
Offenstellung bis zur Einnahme des Rastsitzes zurückzuführen. – Nach einem
Vorschlag der Erfindung, dem besonderer Bedeutung zukommt, ist vorgesehen,
dass das Kupplungsmaul an der Mauloberseite eine in den Einführungsbereich
für die
Kugelkalotte vorkragende Auslösekante
zum hinreichenden Niederdrücken
des Kupplungsbolzens bis zur Rastsitzauflösung durch die auf die Kupplungskugel
einwirkende Kugelkalotte aufweist. Das Einführungsspiel der Kugelkalotte
zwischen dem Kugelkopf und der Mauloberseite ist zwar bereits verhältnismäßig eng,
um ein Niederdrücken
des Kupplungsbolzens und folglich das Lösen aus dem Rastsitz im Wege
eines automatischen Kupplungsvorganges zu gewährleisten, jedoch wird dieser
Effekt durch die Auslösekante
und folglich das gezielte Niederdrücken der in das Kupplungsmaul
eintauchenden Kugelkalotte gegen den Kugelkopf des Kupplungsbolzens
optimiert, so dass eine ganz besonders hohe Funktionssicherheit
gewährleistet
ist. Im Übrigen
ermöglicht
die Auslösekante
ein Ein- und Auskuppeln
der Kugelkalotte unter einem bestimmten Winkel von z. B. bis zu ± 6° gegenüber der
Horizontalen bzw. der Zentralebene des Kupplungsmauls. Ferner kann
das Kupplungsmaul an der Mauloberseite im Bereich der gekuppelten
Kugelkalotte einen vertikal einstellbaren Niederhalter für die den
Kugelkopf des Kupplungsbolzens im gekuppelten Zustand übergreifenden
Kugelkalotte aufweisen. Eine solche Niederhaltung für die Kugelkalotte
kann von Fall zu Fall auf das jeweils gewünschte und erforderliche Maß eingestellt
werden. Dazu kann beispielsweise der Niederhalter mit einem Gewindebolzen
in einer Gewindebohrung der Mauloberseite verdrehbar gelagert und
mittels einer Feststellschraube arretierbar sein.
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Weiter
sieht die Erfindung vor, dass bei in Kupplungsstellung befindlichem
Kupplungsbolzen im Bereich der Lagerausnehmungen für die Gabelschenkel
der Hubgabel beidseitig federbeaufschlagte Sicherungsbolzen mit
konischen Bolzenenden in den Kupplungsbolzen eingreifen, die mit
Flanken der Gabelenden zusammenwirken und von den Gabelschenkeln
beim Überführen des Kupplungsbolzens in
Offenstellung durch Beaufschlagung der konischen Bolzenenden in
Freigabestellung zurückdrückbar sind.
Die Sicherungsbolzen liegen in Freigabestellung außerhalb
der Lagerausnehmungen gegen den Kupplungsbolzen an. Sie sind vorzugsweise
in einem Lagerwinkel mit Zugstange für das Kupplungsmaul gelagert,
wobei also dieser Lagerwinkel gleichsam teilweise das Maulunterteil
bildet. In dem Lagerwinkel ist eine austauschbare untere Sattelhülse für den Kupplungsbolzen
gelagert, die bei Verschleiß ausgewechselt
werden kann.
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Bei
dem Kupplungsmaul kann es sich um ein starres oder bewegliches Maul
handeln. Die erforderlichen Winkelbeweglichkeiten der gekuppelten
Kalotte können
z. B. durch ein drehbares Kupplungsmaul oder auch durch eine Gummilagerung
erreicht werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
automatische Kugelkupplung ohne Kupplungselement mit Kugelkalotte
in Seitenansicht,
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2 den
Gegenstand nach 1 in Frontansicht,
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3 einen
vertikalen Längsschnitt
durch den Gegenstand nach 1,
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4 einen
vertikalen Querschnitt B-B durch den Gegenstand nach 1 im
Bereich von Kupplungsmaul und im Kupplungszustand befindlichem Kupplungsbolzen,
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5 den
Kupplungsbolzen mit Hubmechanismus in Frontansicht,
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6 einen
Schnitt A-A durch den Gegenstand nach 5,
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7 einen
Schnitt B-B durch den Gegenstand nach 5,
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8 einen
Schnitt C-C durch den Gegenstand nach 5 bei im
Rastsitz und folglich Offenstellung befindlichen Kupplungsbolzen,
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9 die
Hubgabel für
den Gegenstand nach 5,
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10 den
Gegenstand nach 9 in Seitenansicht,
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11 ein
Kupplungselement mit Kugelkalotte für den Gegenstand nach 1 und
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12 ausschnittsweise
den Gegenstand nach 1 mit eingeführter und im Kupplungszustand
befindlicher Kugelkalotte, teilweise im Schnitt.
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In
den Figuren ist eine Anhängekupplung
für Nutzfahrzeuge
dargestellt, die als automatische Kugelkupplung ausgeführt ist.
Diese Kugelkupplung weist ein Kupplungsmaul 1 (am Zugfahrzeug)
einen in dem Kupplungsmaul 1 anhebbaren und absenkbaren
Kupplungsbolzen 2 mit einer Kupplungskugel 3 sowie
zumindest einen Sicherungsbolzen 4 zur Sicherung des in
Kupplungsstellung angehobenen Kupplungsbolzens 2 gegen
Absenken und folglich Entkuppeln auf. Ferner ist ein Hubmechanismus 5 mit
einer von einer Rückstell-
bzw. Schließfeder 6 beaufschlagten
Hubgabel 7 für
den Kupplungsbolzen 2 vorgesehen. Anhängerseitig befindet sich ein
Kupplungselement 8 mit einer in das Kupplungsmaul 1 einführbaren
Kugelkalotte 9. Die Hubgabel 7 und der Kupplungsbolzen 2 stehen
in Offenstellung über
einen wechselseitigen Rastsitz 10 im Eingriff. Der Rastsitz 10 wird
durch Niederdrücken
des Kupplungsbolzens 2 durch die in das Kupplungsmaul 1 eingeführte und
die Kupplungskugel 3 beaufschlagende Kugelkalotte 9 gelöst, so dass
dann die federbeaufschlagte Hubgabel 7 den Kupplungsbolzen 2 bis
zum Eingriff von Kupplungskugel 3 und Kugelkalotte 9 in
Kupplungsstellung anhebt und hält.
Die Hubgabel 7 weist zwei Gabelschenkel 11 auf,
deren dem Kupplungsbolzen 2 zugewandten Gabelenden jeweils
eine Rastausnehmung 12 mit einer Rastkante 13 besitzen,
in welche der Kupplungsbolzen 2 unter Rastsitzbildung mit
einem Rastrand 14 an seinem unteren Bolzenende eingreift.
Der Kupplungsbolzen 2 besitzt oberhalb seines Rastrandes 14 beidseitig
einer Führungsrippe 15 Lagerausnehmungen 16 für die in
den Lagerausnehmungen 16 nach Verlassen des Rastsitzes 10 hochschwenkbaren
Gabelschenkel 11 der Hubgabel 7, welche die Führungsrippe 15 nicht
nur zur Führung
des Kupplungsbolzens 2, sondern auch als Verdrehsicherung
für den
Kupplungsbolzen 2 zwischen sich aufnehmen. Die Lagerausnehmungen 16 weisen
obenseitig jeweils eine Gleitfläche 17 mit
vorgegebener Steigung für
die Gabelschenkel 11 der Hubgabel 7 auf, welche
den Kupplungsbolzen 2 nach Verlassen des Rastsitzes 10 im Wege
einer Hochschwenkbewegung im Zusammenwirken mit den Gleitflächen 17 nach
oben in Kupplungsstellung drücken
und halten. Der Kupplungsbolzen 2 ist bodenseitig von zumindest
einer ihn in den Rastsitz drückenden
Rastfeder 18 beaufschlagt.
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Der
Hubmechanismus 5 für
die Hubgabel 7 besitzt einen Handhebel 19 mit
einer drehbar gelagerten Betätigungsstange 20,
an welche die Hubgabel 7 drehfest angeschlossen ist und
welche von zumindest einer Schließfeder 6 beaufschlagt
ist, welche die Hubgabel 7 nach Verlassen bzw. Lösen des
Rastsitzes 10 im Wege einer Entspannung hochschwenkt.
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Das
Kupplungsmaul 1 weist an der Mauloberseite eine in den
Einführungsbereich
für die
Kugelkalotte 9 vorkragende Auslösekante 21 für die Kugelkalotte 9 zum
Niederdrücken
des Kupplungsbolzens 2 bis zur Rastsitzlösung durch
die auf die Kupplungskugel 3 einwirkende Kugelkalotte 9 auf.
Das Kupplungsmaul 1 weist an der Mauloberseite ferner im
Bereich der gekuppelten Kugelkalotte 9 einen vertikal einstellbaren
Niederhalter 22 für
die Kugelkalotte 9 auf. Dieser Niederhalter 22 ist
mit einem Gewindebolzen 23 in einer Gewindebohrung höhenverstellbar
geführt
und mittels einer Feststellschraube 24 in der jeweiligen
Höhe arretierbar.
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Bei
in Kupplungsstellung befindlichem Kupplungsbolzen 2 greifen
im Bereich der Lagerausnehmungen 16 für die Gabelschenkel 11 der
Hubgabel 7 beidseitig federbeaufschlagte Sicherungsbolzen 4 mit
konischen Bolzenenden 25 in den Kupplungsbolzen 2 ein,
die mit Flanken 26 der Gabelenden zusammenwirken und von
den Gabelschenkeln 11 beim Überführen des Kupplungsbolzens 2 in
Offenstellung in Freigabestellung zurückdrückbar sind. Dazu weisen die
Flanken 26 der Gabelenden Abschrägungen auf, die auf die konischen
Bolzenenden 25 arbeiten. Die Sicherungsbolzen 4 sind
in einem Lagerwinkel 27 mit Zugstange 28 für das Kupplungsmaul 1 gelagert. Dadurch
wird eine erhöhte
Funktionssicherheit erreicht, zumal eine direkte Kraftübertragung
auf den in Kupplungsstellung befindlichen Kupplungsbolzen 2 gewährleistet
ist. Die Unterbringung der Sicherungsbolzen 4 in der Zugstange 28 bzw.
dem Lagerwinkel 27 – insoweit
kann es sich auch um eine einteilige Bauweise handeln – gewährleistet
zugleich einen Rammschutz. Außerdem
kann in dem Lagerwinkel 27, der einen Teil des unteren
Kupplungsmaules bildet, eine Sattelhülse 29 für den Kupplungsbolzen 2 gelagert
sein, die bei Verschleiß austauschbar
ist.
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Im
Einzelnen werden zwei voneinander unabhängige, formschlüssig wirkende
Sicherungsbolzen 4 verwirklicht, während die Hubgabel 7 eine Mehrfachfunktion
erfüllt.
Denn sie dient zum Heben und Senken des Kupplungsbolzens 2 mit
der Kupplungskugel 3, zum Betätigen der Sicherungsbolzen 4 und
erfüllt
darüber
hinaus eine Rastfunktion in Bezug auf den Kupplungsbolzen 2 in
Offenstellung. – Die Kugelkupplung
ist praktisch spielfrei und zeichnet sich durch Verschleißarmut und
hohen Fahrkomfort aus. Der Kupplungsbolzen 2 mit dem Kupplungskopf 3 kann
im Ersatzteilfall unabhängig
vom Kupplungsmaul 1 ausgetauscht werden. Darüber hinaus
ist ein schneller Kupplungsvorgang gewährleistet, da der Kupplungsbolzen 2 nur
einen kurzen Hub von der Offenstellung in die Schließstellung
bzw. Kupplungsstellung ausführen
muss.