DE102006033031B4 - Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer Stellmechanik (3), mittels der eine an ihrem freien Ende mit einer Kupplungskugel (5) versehene Kugelstange (4) durch eine Schwenkbewegung aus einer Ruhe- in eine Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar und dieser Schwenkbewegung eine Drehbewegung der Kugelstange (4) überlagerbar ist, und einer Antriebseinheit (2), zu der ein Elektromotor (6), eine Muttereinheit (7) und eine Antriebsspindel (8) gehören, die über ein Koppelglied (9) mit der Stellmechanik (3) bzw. dem ihr zugewandten Ende der Kugelstange (4) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Kugelkalotte (33) mit einer Ausnehmung (34), durch die hindurch die Antriebsspindel (8) aus einem Antriebsgehäuse (10) der Antriebseinheit (2) heraus und in dieses hinein bewegbar ist, wobei sich das Koppelglied (9) stets außerhalb des um die Antriebsspindel (8) herum mittels der Kugelkalotte (33) geschlossenen Antriebsgehäuses (10) befindet, wobei über die Kugelkalotte (33) die beim Einziehen der Antriebsspindel (8) in das Antriebsgehäuse (10) auf die Muttereinheit (7) einwirkende Zugbeanspruchung...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer Stellmechanik, mittels der eine an ihrem freien Ende mit einer Kupplungskugel versehene Kugelstange durch eine Schwenkbewegung aus einer Ruhe- in eine Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar und dieser Schwenkbewegung eine Drehbewegung der Kugelstange überlagerbar ist, und einer Antriebseinheit, zu der ein Elektromotor, eine Muttereinheit und eine Antriebsspindel gehören, die über ein Koppelglied mit der Stellmechanik bzw. dem ihr zugewandten Ende der Kugelstange verbunden ist.
  • Im Betrieb derartiger Anhängerkupplungen für Kraftfahrzeuge treten, abgesehen von Zug- und Druckbeanspruchungen, beim Verstellen der Kugelstange häufig Stoßbeanspruchungen auf, die von der Stellmechanik bzw. der Kugelstange in die Antriebseinheit weitergeleitet werden.
  • Aus der DE 101 04 185 A1 ist eine Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge bekannt, die eine Drehlagereinrichtung aufweist, mittels der ein an seinem freien Ende mit einem Kopfstück versehener Kupplungsarm durch eine Schwenkbewegung aus einer Ruhe- in eine Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar und dieser Schwenkbewegung eine Drehbewegung des Kupplungsarms überlagerbar ist. Des weiteren gehört zu dieser bekannten Anhängerkupplung eine Antriebseinheit, die einen Schwenkmotor, eine Schubstange und eine Antriebsspindel aufweist, die über eine Anlenkachse mit der Stellmechanik verbunden ist. Es ist ein Lagerstück vorgesehen, welches eine Ausnehmung aufweist, durch die hindurch die Antriebsspindel bewegbar ist. Mit dem Lagerstück ist die beim Einziehen der Anhängerkupplung auftretende Zugbeanspruchung auf ein fahrzeugfestes Teil ableitbar.
  • Die DE 100 23 640 A1 zeigt eine Anhängerkupplung mit einem ähnlichen Aufbau, wobei deren Antriebseinheit zwischen der Stellmechanik und einer Kugelkalotten-Abstützung angeordnet ist.
  • Aus der WO 03/100947 A1 ist ein elektrischer Spindelantrieb bekannt, bei dem eine Antriebsspindel bzw. ein mit dieser verbundener Stab aus der Antriebseinheit heraus und in diese hinein bewegbar ist, wobei der vordere Deckel des Spindelantriebs als Kugelkalotte ausgestaltet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass die aufgrund des Betriebs der Anhängerkupplung sowie aufgrund von Stoßbelastungen auftretenden mechanischen Beanspruchungen der Antriebseinheit verringert werden.
  • Hierzu wird erfindungsgemäß eine Kugelkalotte vorgeschlagen, mit einer Ausnehmung, durch die hindurch die Antriebsspindel aus einem Antriebsgehäuse der Antriebseinheit heraus und in dieses hinein bewegbar ist, wobei sich das Koppelglied stets außerhalb des um die Antriebsspindel herum mittels (er Kugelkalotte geschlossenen Antriebsgehäuses befindet, wobei über die Kugelkalotte die beim Einziehen der Antriebsspindel in das Antriebsgehäuse auf die Muttereinheit einwirkende Zugbeanspruchung zur Stellmechanik ableitbar ist, indem die Kugelkalotte mit ihrer Außenfläche zumindest teilweise an der Stellmechanik anliegt. Entsprechend können derartige Zugbeanspruchungen nicht zu unzulässigen mechanischen Belastungen der Antriebseinheit führen. Die Stellmechanik ist aufgrund ihrer Auslegung üblicherweise geeignet, derartige Belastungen aufzunehmen. Die Antriebseinheit kann daher für geringere mechanische Belastungen ausgelegt werden.
  • Eine besonders leichte Bauweise für die Antriebseinheit ist erreichbar, wenn ihr Antriebsgehäuse aus Kunststoff ausgebildet wird.
  • Die Übertragung auch großer Kräfte von der Kugelkalotte auf die Stellmechanik ist möglich, wenn die Kugelkalotte aus einem metallischen Werkstoff, z. B. aus Stahl, ausgebildet ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung weist deren Muttereinheit einen Träger auf, mittels dem die von einer Spindelmutter der Muttereinheit beim Einziehen der Antriebsspindel in das Antriebsgehäuse aufgenommene Zugbeanspruchung auf die Kugelkalotte übertragbar ist. Die an der Spindelmutter auftretende Zugbelas tung wird somit von der Spindelmutter über den Träger und die Kugelkalotte zur Stellmechanik abgeleitet.
  • Vorteilhaft ist der Träger der Muttereinheit als Stahlträger ausgebildet, um die übertragbaren Belastungen zu erhöhen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mittels des Trägers die von der Spindelmutter der Muttereinheit beim Austreiben der Antriebsspindel aus dem Antriebsgehäuse aufgenommene Druckbeanspruchung ebenfalls zur Stellmechanik ableitbar, wozu der Träger vorteilhaft mittels einer Schwenklagerung schwenkbar in einem Gehäuse der Stellmechanik gehaltert sein kann.
  • Eine derartige Schwenklagerung kann in konstruktiv-mechanisch wenig aufwendiger Weise aus zwei einander diametral gegenüber am Träger angeordneten Schwenkzapfen bestehen, die einerseits in Ausnehmungen des Trägers gehaltert sind und durch mit den Ausnehmungen des Trägers fluchtende Durchbrechungen des Antriebsgehäuses hindurch in ihnen zugeordneten Aufnahmen des Gehäuses der Stellmechanik vorstehen.
  • Die Schwenkzapfen können in den Träger eingeschraubt oder eingepresst sein.
  • Die Muttereinheit weist vorteilhaft ein Axiallager auf, das zwischen der Spindelmutter und dem Träger angeordnet ist. Hierdurch werden zum einen die beim Einfahren der Antriebsspindel auftretenden Axialkräfte aufgenommen, wobei zusätzlich mittels dieses Axiallagers die im Betrieb maximal auftretenden Stoßbelastungen, die auf Vibration oder auf Schläge bei angehängtem Anhänger zurückgehen, von bis zu 68 kN aufge nommen werden können. Entsprechend wird die Auslegung dieses Axiallagers festgelegt.
  • Vorteilhaft gehört zur Muttereinheit ein Radiallager, das an der Innenumfangsfläche des Trägers angeordnet ist und mittels dem die Spindelmutter ihrerseits radial gelagert ist.
  • Darüber hinaus weist die Muttereinheit der anmeldungsgemäßen Anhängerkupplung in einer vorteilhaften Ausführungsform ein weiteres Axiallager auf, das im inneren Hohlraum der Kugelkalotte angeordnet ist. Mittels dieses weiteren Axiallagers können die Axialkräfte beim Ausfahren der Spindel aufgenommen werden. Die im Zusammenhang mit dem erstgenannten Axiallager erwähnten Stoßbelastungen müssen durch dieses zweitgenannte Axiallager nicht getragen werden, da sich dieses zweite Axiallager direkt am Träger abstützt.
  • Wenn die Kugelkalotte mit ihrer der Spindelmutter zugewandten Ringfläche unmittelbar gegen den Träger anliegt, ist ein direkter Kraftfluss zwischen der Kugelkalotte und dem Träger möglich, wobei dann sämtliche Axialbelastungen vom Träger aufgenommen werden können.
  • Eine korrekte räumliche Anordnung der Kugelkalotte in Bezug auf die Muttereinheit ist in technisch-konstruktiv einfacher Weise realisierbar, wenn die Kugelkalotte mittels einer auf der ihr zugewandten Ringfläche des Trägers ausgebildeten Radialstufe in Bezug auf die Muttereinheit zentriert ist.
  • Der Träger der Muttereinheit stützt vorteilhaft die beiden Axiallager derselben.
  • Zweckmäßigerweise ist das im Hohlraum der Kugelkalotte angeordnete weitere Axiallager für erheblich geringere Beanspruchungen ausgelegt als das zwischen dem Träger und der Spindelmutter angeordnete Axiallager, da das vorstehend erstgenannte Axiallager Stoßbelastungen etc. nicht aufnehmen muss.
  • Die Spindelmutter der Muttereinheit hat zweckmäßigerweise eine Außenverzahnung, die in einer vorteilhaften Ausführungsform mittels eines auf die Spindelmutter aufgesteckten oder aufgepressten Zahnrads realisiert ist.
  • Um in jedem Fall bei Einhaltung eines vorteilhaften Spiels zwischen der Spindelmutter und der Antriebsspindel Verkantungen zwischen diesen beiden zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Spindelmutter zwei Gleitlager aufweist, mittels denen die Antriebsspindel in Bezug auf die Muttereinheit zentrierbar ist, wobei diese Gleitlager vorzugsweise an den beiden axialen Endabschnitten der Spindelmutter angeordnet werden können.
  • Die Gleitlager können alternativ die Antriebsspindel über deren Außendurchmesser oder über deren Gewindeflanken zentrieren.
  • Eine kompakte Ausgestaltung der Antriebseinheit ist erreichbar, wenn die Antriebsspindel und der Elektromotor in Radialrichtung zueinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind.
  • Dies ist mit einem vergleichsweise geringen technischkonstruktiven Aufwand realisierbar, wenn zwischen einem Abgangsritzel des Elektromotors und der Muttereinheit der An triebsspindel ein Planetengetriebe mit Planetenrädern, die vom Abgangsritzel des Elektromotors angetrieben werden, und einem Hohlrad, das an seinem Innenumfang von den Planetenrädern angetrieben wird und an seinem Außenumfang in Antriebsverbindung mit der Muttereinheit der Antriebsspindel ist, angeordnet ist.
  • Das Antriebsgehäuse, in dem der Elektromotor und die Antriebsspindel aufgenommen sind, ist vorteilhaft in einen Hauptteil, in dem der Elektromotor fixiert, vorzugsweise verschraubt ist, und eine der Stellmechanik zugewandte Abschlusskappe aufgeteilt, aus der das Koppelglied der Antriebsspindel vorsteht. Hierdurch können erhebliche Montageerleichterungen erreicht werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Abschlusskappe des Antriebsgehäuses aus einem metallischen Gusswerkstoff und einteilig mit der Kugelkalotte ausgebildet sein.
  • Das Hohlrad des Planetengetriebes kann vorteilhaft am Übergang zwischen dem Hauptteil und der Abschlusskappe des Antriebsgehäuses gelagert sein, wobei vorzugsweise sowohl am Hauptteil als auch in der Abschlusskappe jeweils Lagerpunkte vorgesehen sein sollten, mittels denen das Hohlrad in Radialrichtung lagerbar ist.
  • Die Antriebsverbindung zwischen Hohlrad und Spindelmutter ist in technisch-konstruktiv wenig aufwendiger Weise realisierbar, wenn das Hohlrad des Planetengetriebes mittels seiner Außenverzahnung in Antriebsverbindung mit der Außenverzahnung der Spindelmutter steht.
  • Die Planetenräder des Planetengetriebes können vorteilhaft mittels Passstiften gehäusefest im Antriebsgehäuse gelagert werden.
  • Das Abgangsritzel des Elektromotors kann zweckmäßigerweise zweizahnig ausgebildet sein, wobei dann das Planetengetriebe vorteilhaft zwei Planetenräder aufweist.
  • Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität ist es vorteilhaft, wenn eine freie Spitze des Abgangsritzels des Elektromotors an der Abschlusskappe drehbar gelagert ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung erfolgt die Kraftaufnahme der Muttereinheit über die Antriebsspindel, wobei die Muttereinheit für die Aufnahme von Stoßbelastungen bis zu 68 kN ausgelegt ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge;
  • 2 eine Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung in Richtung des Pfeils B in 1;
  • 3 eine Schnittdarstellung „A-A" in 2;
  • 4 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Antriebseinheit der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge;
  • 5 eine Explosionsdarstellung der in 4 gezeigten Antriebseinheit; und
  • 6 eine Explosionsdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Spindelmutter der in den 4 und 5 gezeigten Antriebseinheit der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung.
  • Eine in 1 in seitlicher Darstellung gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anhängerkupplung 1 hat eine Antriebseinheit 2, eine Stellmechanik 3 und eine im Zusammenwirken zwischen der Antriebseinheit 2 und der Stellmechanik 3 mit einer Schwenkbewegung und einer dieser überlagerten Drehbewegung beaufschlagbare Kugelstange 4, an deren freiem Ende eine Kupplungskugel 5, die dem Eingriff mit anhängerseitigen Kupplungsgliedern dient, angeordnet ist.
  • Die Kugelstange 4 der Anhängerkupplung 1 ist an ihrem der Kupplungskugel 5 entgegengesetzten Ende mit der Stellmechanik 3 und der Antriebseinheit 2 verbunden.
  • Die Antriebseinheit 2 hat einen Elektromotor 6, eine Muttereinheit 7 und eine Antriebsspindel 8, die an ihrem der Stellmechanik 3 bzw. der Kugelstange 4 zugewandten Ende mit einem Koppelglied 9 versehen ist, mittels dem die Antriebsspindel 8 und damit die Antriebseinheit 2 in Antriebsverbindung mit der Stellmechanik 3 bzw. der Kugelstange 4 steht.
  • Die Antriebsspindel 8 und der Elektromotor 6 sind parallel und im Abstand zueinander angeordnet und in einem zweiteiligen Antriebsgehäuse 10 aufgenommen. Zu dem Antriebsgehäuse 10 gehört ein Hauptteil 11 und eine an der der Stellmechanik 3 bzw. der Kugelstange 4 zugewandten Seite des Antriebsgehäuses 10 angeordnete Abschlusskappe 12. Das Hauptteil 11 des Antriebsgehäuses 10 und dessen Abschlusskappe 12 sind z. B. aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt. Der Elektromotor 6 ist mittels geeigneter Schrauben 13 im Hauptteil 11 des Antriebsgehäuses 10 fixiert bzw. verschraubt. Zur Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors 6 ist an der der Stellmechanik 3 abgewandten Seite des Elektromotors 6 eine Elektronikeinheit 14 vorgesehen, die ebenfalls im Antriebsgehäuse 10 aufgenommen ist.
  • Ein auf der der Elektronikeinheit 14 abgewandten Seite des Elektromotors 6 vorgesehenes Abgangsritzel 15 desselben ist zweizahnig ausgebildet und an seiner freien Spitze 16 durch eine geeignete Lagerung in der Abschlusskappe 12 drehbar gelagert.
  • Das Abgangsritzel 15 des Elektromotors 6 kämmt mit zwei Planetenrädern 18, 19 eines Planetengetriebes 20. Die beiden Planetenräder 18, 19 des Planetengetriebes 20 sind mittels Passstiften 21, 22 drehbar und gehäusefest innerhalb des Antriebsgehäuses 10 der Antriebseinheit 2 gelagert. Die beiden Planetenräder 18, 19 kämmen mit einer Innenverzahnung 23 eines Hohlrads 24, das am Übergang zwischen dem Hauptteil 11 und der Abschlusskappe 12 des Antriebsgehäuses 10 sitzt. Das Hohlrad 24 ist auf jeweils drei Lagerpunkten im Hauptteil 11 und in der Abschlusskappe 12 in Radialrichtung gelagert. An seiner Außenumfangsfläche ist das Hohlrad 24 des Planetengetriebes 20 mit einer Außenverzahnung 25 versehen, die in kämmendem Eingriff mit einer Außenverzahnung 26 einer Spindelmutter 27 der Muttereinheit 7 steht. Die Spindelmutter 27 hat einen ihre Außenverzahnung 26 aufweisenden Zahnkranz 28, einen von der dem Koppelglied 9 der Antriebsspindel 8 abgewand ten Seite vorstehenden Zylinderabschnitt 29 und einen von der dem Koppelglied 9 der Antriebsspindel 8 zugewandten Seite des Zahnkranzes 28 vorstehenden Zylinderabschnitt 30, wobei die Zylinderabschnitte 29, 30 einen kleineren Durchmesser aufweisen als der Zahnkranz 28.
  • Mit seinem vom Koppelglied 9 der Antriebsspindel 8 weg weisenden Zylinderabschnitt 29 sitzt die Spindelmutter 27 in einem Gleitlager 31, welches im Hauptteil 11 des Antriebsgehäuses 10 fixiert ist.
  • Die Spindelmutter 27 der Muttereinheit 7 ist in Gewindeeingriff mit der Antriebsspindel 8. Die Antriebsspindel 8 ist im in das Antriebsgehäuse 10 eingefahrenen Zustand mit dem ihrem Koppelglied 9 abgewandten Abschnitt ihres Gewindeabschnitts 32 innerhalb des Hauptteils 11 des Antriebsgehäuses 10 angeordnet. Ihr Koppelglied 9 steht aus der Abschlusskappe 12 des Antriebsgehäuses 10 vor, wobei die Abschlusskappe 12 an dem dem sich an das Koppelglied 9 der Antriebsspindel 8 anschließenden Gewindeabschnitt 32 der Antriebsspindel 10 zugeordneten Bereich mittels einer Kugelkalotte 33 geschlossen ist, die eine zentrale Ausnehmung 34 aufweist, durch die hindurch der Gewindeabschnitt 32 der Antriebsspindel 8 aus dem Antriebsgehäuse 10 heraus und in das Antriebsgehäuse 10 hinein bewegbar ist.
  • An ihrer Außenfläche 35 ist die Kugelkalotte so geformt, dass sie flächig einen ihr gegenüberliegenden Abschnitt der Stellmechanik 3 kontaktieren kann, wie am besten aus 3 hervorgeht. Hierbei kann es sich um einen Abschnitt des Gehäuses 36 der Stellmechanik 3 handeln, oder, wie in 3 gezeigt, um ein entsprechend an der Stellmechanik 3 angeordnetes Aufnahmeglied 37.
  • Mittels der Kugelkalotte 33 ist die beim Einfahren der Antriebsspindel 8 in das Antriebsgehäuse 10 auf die Muttereinheit 7 einwirkende Zugbeanspruchung zur Stellmechanik 3 hin ableitbar. Hierdurch wird erreicht, dass derartige Belastungen nicht vom Antriebsgehäuse 10 der Antriebseinheit 2 bzw. von der Antriebseinheit 2 aufgenommen werden müssen.
  • Zu der Muttereinheit 7 gehört außer der Spindelmutter 27 und der Kugelkalotte 33 ein Stahlträger 38, der zylindrisch ausgestaltet ist und auf einem Teil seiner Innenumfangsfläche mit einem Radiallager 39 versehen ist, in dem der zum Koppelglied 9 der Antriebsspindel 8 hin vorstehende Zylinderabschnitt 30 der Spindelmutter 27 drehbar gelagert ist. Der Stahlträger weist zwei einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 40, 41 auf, die gemeinsam mit in ihnen eingeschraubten oder eingepressten, in den Figuren nicht gezeigten Schwenkzapfen, die mit den Ausnehmungen 40, 41 fluchtende Durchbrechungen 42, 43 in der Abschlusskappe 12 des Antriebsgehäuses 10 durchragen und verschwenkbar in entsprechenden, in den Figuren nicht gezeigten Aufnahmeabschnitten der Stellmechanik 3 gelagert sind, eine Schwenklagerung für den Stahlträger 38 bilden, mittels der der Stahlträger 38 verschwenkbar mit der Stellmechanik 3 bzw. deren Gehäuse 36 verbunden ist.
  • Zwischen dem Stahlträger 38 einerseits und dem Zahnkranz 28 der Spindelmutter 27 andererseits ist ein Axiallager 44 angeordnet. Dieses Axiallager 44 dient der Aufnahme der Axialkräfte beim Einfahren der Antriebsspindel 8. Darüber hinaus nimmt dieses Axiallager 44 die im Betrieb des Kraftfahrzeugs maximal auftretenden Stoßbelastungen durch Vibration und/oder Schläge bei angehängtem Anhänger von bis zu 68 kN auf. Daher ist dieses Axiallager 44 verhältnismäßig groß ausgelegt.
  • Die bei entsprechenden Belastungen auftretenden Kräfte werden über das Axiallager 44 und den Stahlträger 38 über dessen Schwenklagerung 40, 41, 42, 43 zur Stellmechanik 3 abgeleitet.
  • Die Kugelkalotte 33 sitzt mit ihrer der Spindelmutter 27 zugewandten Ringfläche 45 unmittelbar auf der ihr zugewandten Stirnfläche des Stahlträgers 38. Hierzu weist der Stahlträger 38 auf seiner der Kugelkalotte 33 zugewandten Stirnwand eine Radialstufe 46 auf, mittels der die Kugelkalotte 33 in Bezug auf den Stahlträger 38 und damit in Bezug auf die Muttereinheit 7 zentriert wird.
  • Mittels des Stahlträgers 38 ist somit die von der Spindelmutter 27 der Muttereinheit 7 beim Einziehen der Antriebsspindel 8 in das Antriebsgehäuse 10 aufgenommene Zugbeanspruchung auf die Kugelkalotte 33 übertragbar, mittels der diese Beanspruchungen weiter zur Stellmechanik 3 hin ableitbar sind. Des Weiteren sind mittels des Stahlträgers 38 die von der Spindelmutter 27 der Muttereinheit 7 beim Austreiben der Antriebsspindel 8 aus dem Antriebsgehäuse 10 aufgenommene Druckbeanspruchungen sowie die bei Stoßbelastungen auftretenden Beanspruchungen über die Schwenklagerung zur Stellmechanik ableitbar.
  • Die Spindelmutter 27 kann einstückig mit dem ihre Außenverzahnung ausbildenden Zahnkranz 28 ausgestaltet sein. Alterna tiv ist es möglich, dass die Spindelmutter 27 mit einem aufgesteckten oder aufgepressten Zahnrad versehen ist.
  • Die Spindelmutter 27 hat bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel an ihren axialen Endabschnitten jeweils ein Gleitlager 49, 50, mittels denen die Antriebsspindel 8 in Bezug auf die Spindelmutter 27 bzw. die Muttereinheit 7 zentriert ist. Hierdurch kann das für den Betrieb der Muttereinheit 7 bzw. der Antriebsspindel 8 optimale Spiel zwischen dem Innengewinde der Spindelmutter 27 und dem Außengewinde der Antriebsspindel realisiert werden, ohne dass aufgrund von Stoßbeanspruchungen, Verkantungen od. dgl. der Betrieb der Muttereinheit 7 bzw. der Antriebsspindel 8 beeinträchtigt wird.
  • Die Gleitlager 49, 50 können die Antriebsspindel 8 über deren Außendurchmesser oder über deren Gewindeflanken zentrieren.

Claims (31)

  1. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer Stellmechanik (3), mittels der eine an ihrem freien Ende mit einer Kupplungskugel (5) versehene Kugelstange (4) durch eine Schwenkbewegung aus einer Ruhe- in eine Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar und dieser Schwenkbewegung eine Drehbewegung der Kugelstange (4) überlagerbar ist, und einer Antriebseinheit (2), zu der ein Elektromotor (6), eine Muttereinheit (7) und eine Antriebsspindel (8) gehören, die über ein Koppelglied (9) mit der Stellmechanik (3) bzw. dem ihr zugewandten Ende der Kugelstange (4) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Kugelkalotte (33) mit einer Ausnehmung (34), durch die hindurch die Antriebsspindel (8) aus einem Antriebsgehäuse (10) der Antriebseinheit (2) heraus und in dieses hinein bewegbar ist, wobei sich das Koppelglied (9) stets außerhalb des um die Antriebsspindel (8) herum mittels der Kugelkalotte (33) geschlossenen Antriebsgehäuses (10) befindet, wobei über die Kugelkalotte (33) die beim Einziehen der Antriebsspindel (8) in das Antriebsgehäuse (10) auf die Muttereinheit (7) einwirkende Zugbeanspruchung zur Stellmechanik (3) ableitbar ist, indem die Kugelkalotte (33) mit ihrer Außenfläche (35) zumindest teilweise in an der Stellmechanik (3) anliegt.
  2. Anhängerkupplung nach Anspruch 1, deren Antriebsgehäuse (10) aus Kunststoff ausgebildet ist.
  3. Anhängerkupplung nach Anspruch 1 oder 2, deren Kugelkalotte (33) aus einem metallischen Werkstoff, z. B. aus Stahl, ausgebildet ist.
  4. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Muttereinheit (7) einen Träger (38) aufweist, mittels dem die von einer Spindelmutter (27) der Muttereinheit (7) beim Einziehen der Antriebsspindel (8) in das Antriebsgehäuse (10) aufgenommene Zugbeanspruchung auf die Kugelkalotte (33) übertragbar ist.
  5. Anhängerkupplung nach Anspruch 4, bei der der Träger (38) der Muttereinheit (7) als Stahlträger (38) ausgebildet ist.
  6. Anhängerkupplung nach Anspruch 4 oder 5, wobei mittels des Trägers (38) die von der Spindelmutter (27) der Muttereinheit (7) beim Austreiben der Antriebsspindel (8) aus dem Antriebsgehäuse (10) aufgenommene Druckbeanspruchung zur Stellmechanik (3) ableitbar ist.
  7. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, deren Träger (8) mittels einer Schwenklagerung (40, 41, 42, 43) schwenkbbar an einem Gehäuse (36) der Stellmechanik (3) gehaltert ist.
  8. Anhängerkupplung nach Anspruch 7, bei der die Schwenklagerung (40, 41, 42, 43) des Trägers (38) aus zwei einander diametral gegenüber am Träger (38) angeordneten Schwenkzapfen besteht, die einerseits in Ausnehmungen (40, 41) des Trägers (38) gehaltert sind und durch mit den Ausnehmungen (40, 41) des Trägers (38) fluchtende Durchbrechungen (42, 43) des Antriebsgehäuses (10) hindurch in ihnen zugeordneter Aufnahmen des Gehäuses (36) der Stellmechanik (3) vorstehen.
  9. Anhängerkupplung nach Anspruch 8, bei der die Schwenkzapfen der Schwenklagerung (40, 41, 42, 43) des Trägers (38) in den Träger (38) eingeschraubt oder eingepresst sind.
  10. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, deren Muttereinheit (7) ein Axiallager (44) aufweist, das zwischen der Spindelmutter (27) und dem Träger (38) angeordnet ist.
  11. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, deren Muttereinheit (7) ein Radiallager (39) aufweist, das an der Innenumfangsfläche des Trägers (38) angeordnet ist und mittels dem die Spindelmutter (27) radial gelagert ist.
  12. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, deren Muttereinheit (7) ein weiteres Axiallager (48) aufweist, das im inneren Hohlraum (47) der Kugelkalotte (33) angeordnet ist.
  13. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, deren Kugelkalotte (33) mit ihrer der Spindelmutter (27) zugewandten Ringfläche (45) unmittelbar gegen den Träger (38) anliegt.
  14. Anhängerkupplung nach Anspruch 13, deren Kugelkalotte (33) mittels einer auf der ihr zugewandten Ringfläche des Trägers (38) ausgebildeten Radialstufe (46) in Bezug auf die Muttereinheit (7) zentriert ist.
  15. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der der Träger (38) der Muttereinheit (7) die beiden Axiallager (44, 48) derselben stützt.
  16. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der das im Hohlraum (47) der Kugelkalotte (33) angeordnete weitere Axiallager (48) für erheblich geringere Beanspruchungen ausgelegt ist als das zwischen dem Träger (38) und der Spindelmutter (27) angeordnete Axiallager (44).
  17. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, bei der die Spindelmutter (27) der Muttereinheit (7) eine Außenverzahnung (26) aufweist.
  18. Anhängerkupplung nach Anspruch 17, bei der die Spindelmutter (27) der Muttereinheit (7) mit einem aufgesteckten oder aufgepressten Zahnrad versehen ist.
  19. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, bei der die Spindelmutter (27) vorzugsweise an ihren axialen Endabschnitten mit jeweils einem Gleitlager (49, 50) versehen ist, mittels denen die Antriebsspindel (8) in Bezug auf die Muttereinheit (7) zentrierbar ist.
  20. Anhängerkupplung nach Anspruch 19, bei der die Gleitlager (49, 50) der Spindelmutter (27) so ausgebildet sind, dass sie die Antriebspindel (8) über deren Außendurchmesser zentrieren.
  21. Anhängerkupplung nach Anspruch 19, bei der die Gleitlager (49, 50) der Spindelmutter (27) so ausgebildet sind, dass sie die Antriebsspindel (8) über deren Gewindeflanken zentrieren.
  22. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei der die Antriebsspindel (8) und der Elektromotor (6) in Radi alrichtung zueinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind.
  23. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei der zwischen einem Abgangsritzel (15) des Elektromotors (6) und der Muttereinheit (7) der Antriebsspindel (8) ein Planetengetriebe (20) mit Planetenrädern (18, 19), die vom Abgangsritzel (15) des Elektromotors (6) angetrieben werden, und einem Hohlrad (24), das an seinem Innenumfang von den Planetenrädern (18, 19) angetrieben wird und an seinem Außenumfang in Antriebsverbindung mit der Muttereinheit (7) der Antriebsspindel (8) ist, angeordnet ist.
  24. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, deren Antriebsgehäuse (10), in dem der Elektromotor (6) und die Antriebsspindel (8) aufgenommen sind, einen Hauptteil (11), in dem der Elektromotor (6) verschraubt ist, und eine der Stellmechanik (2) zugewandte Abschlusskappe (12) aufweist, aus der das Koppelglied (9) der Antriebsspindel (8) vorsteht.
  25. Anhängerkupplung nach Anspruch 24, bei der die Abschlusskappe (12) des Antriebsgehäuses (10) aus einem metallischen Gusswerkstoff und einteilig mit der Kugelkalotte (33) ausgebildet ist.
  26. Anhängerkupplung nach Anspruch 24 oder 25, bei der das Hohlrad (24) des Planetengetriebes (20) am Übergang zwischen dem Hauptteil (11) und der Abschlusskappe (12) des Antriebsgehäuses (10), vorzugsweise auf jeweils drei Lagerpunkten im Hauptteil (11) und in der Abschlusskappe (12), in Radialrichtung gelagert ist.
  27. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei der das Hohlrad (24) des Planetengetriebes (20) mittels seiner Außenverzahnung (25) in Antriebsverbindung mit der Außenverzahnung (26) der Spindelmutter (27) ist.
  28. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, bei der die Planetenräder (18, 19) des Planetengetriebes (20) mittels Passstiften (21, 22) gehäusefest gelagert sind.
  29. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, bei der das Abgangsritzel (15) des Elektromotors (6) zweizahnig ausgebildet ist und das Planetengetriebe (20) zwei Planetenräder (18, 19) aufweist.
  30. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, bei der eine freie Spitze (16) des Abgangsritzels (15) des Elektromotors (6) an der Abschlusskappe (12) drehbar gelagert ist.
  31. Anhängerkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, bei der die Kraftaufnahme der Muttereinheit (7) über die Antriebsspindel (8) erfolgt und die Muttereinheit (7) für die Aufnahme von Stoßbelastungen bis zu 68 kN ausgelegt ist.
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