DE102009018019A1

DE102009018019A1 - Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102009018019A1
Application number: DE200910018019
Authority: DE
Inventors: Frank Abels
Original assignee: FAC Frank Abels Consulting and Technology GmbH
Current assignee: FAC Frank Abels Consulting and Technology GmbH
Priority date: 2009-04-18
Filing date: 2009-04-18
Publication date: 2010-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem vom Fahrzeug abnehmbaren Kupplungskugelträger (2), der an einem Ende eine Kupplungskugel (3) trägt und an dem gegenüberliegenden Ende einen in eine fahrzeugfeste Einsteckhülse (5) einsteckbaren Einsteckabschnitt (4) aufweist, der in seiner Einsteckstellung über ein Verriegelungselement (6) in der Einsteckhülse (5) verriegelbar ist, wobei das Verriegelungselement (6) in der Verriegelungsstellung einen Formschluss gegenüber dem Einsteckabschnitt (4) bildet und eine Anpresskraft auf den Einsteckabschnitt (4) ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem vom Fahrzeug abnehmbaren Kupplungskugelträger, der an einem Ende eine Kupplungskugel trägt und an dem gegenüber liegenden Ende einen in eine fahrzeugfeste Einsteckhülse einsteckbaren Einsteckabschnitt aufweist, der in seiner Einsteckstellung über ein Verriegelungselement in der Einsteckhülse verriegelbar ist.
Bei solchen Anhängevorrichtungen ist der Kupplungskugelträger, der an seinem einen Ende die Kupplungskugel zum Ankuppeln des Anhängefahrzeugs trägt, in Zeiten, in denen das Ankuppeln eines Anhängefahrzeugs nicht gewünscht ist, von dem das Zugfahrzeug bildenden Kraftfahrzeug abnehmbar.
Zur lösbaren Arretierung des Kupplungskugelträgers an dem Kraftfahrzeug weist dieser an seinem dem Kupplungskugelträger gegenüber liegenden Ende einen Einsteckabschnitt auf, der in einer fahrzeugfesten Einsteckhülse, die oftmals am Querträger des Fahrzeugs befestigt ist, verriegelbar ist. Zur Verriegelung des Einsteckabschnitts dient ein gegenüber der Achse des im Wesentlichen vertikal verlaufenden Einsteckabschnitts radial bewegbares Verriegelungselement.
Aus der EP 1 321 317 B1 ist eine Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welcher als Verriegelungselement radial gegenüber der Achse des Einsteckabschnitts bewegbare Kugeln vorgesehen sind. Die Kugeln greifen von innen her in korrespondierend gestaltete Ausnehmungen an der Innenseite der Einsteckhülse ein und sind über einen Sperrbolzen gegen die Ausnehmungen der Einsteckhülse federbelastet. Um ein Ausschlagen des Einsteckabschnitts innerhalb der Lagerhülse infolge im Fahrbetrieb auftretender ruckartiger Belastungen zu vermeiden, ist der Einsteckabschnitt weitgehend spielfrei in einem Lagerring der Einsteckhülse gelagert, was eine vergleichsweise großflächige spanabhebende Nachbearbeitung der in dem Lagerring liegenden Umfangsbereiche des Einsteckabschnitts bedingt.
Diese Art der Arretierung des Einsteckabschnitts in der Einsteckhülse hat sich in der Vergangenheit zwar durchaus bewährt, weist jedoch den Nachteil des vergleichsweise großen Fertigungsaufwandes bei der Herstellung des Einsteckabschnitts aufgrund der spanabhebend nachzuarbeitenden Umfangsbereiche auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anhängevorrichtung anzugeben, welche sich durch eine demgegenüber vereinfachte Herstellbarkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird bei einer Anhängevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung einen Formschluss gegenüber dem Einsteckabschnitt bildet und eine Anpresskraft auf den Einsteckabschnitt ausübt.
Durch die Kombination von Form- und Kraftschluss gegenüber dem Einsteckabschnitt ergibt sich eine mit weniger Aufwand herstellbare Anhängevorrichtung, bei der es nicht erforderlich ist, den Umfang des Einsteckabschnitts zur Vermeidung verschleißfördernden Ausschlagens großflächig nachzuarbeiten. Über die auf den Einsteckabschnitt ausgeübte Anpresskraft werden Ausschlagerscheinungen vermieden.
Um ein Herausrutschen des Einsteckabschnitts aus der Einsteckhülse zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement einen Riegel aufweist, der formschlüssig in eine korrespondierende Ausnehmung des Einsteckabschnitts eingreift. Vorzugsweise greift der Riegel zur Bildung des Formschlusses aus radialer Richtung her kommend in eine korrespondierend gestaltete Ausnehmung des Einsteckabschnitts ein.
Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen wie auch zum Ausgleich sich über die Lebensdauer der Anhängevorrichtung einstellender Verschleißerscheinungen wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement ein in Richtung des Einsteckabschnitts federbelastetes, insbesondere kugel- oder teilkugelförmiges, Formteil aufweist. Durch die Federbelastung des Formteils wird der Einsteckabschnitt stets unter Einfluss einer definierten Federkraft gegen die Widerlager gedrückt, wodurch sich Fertigungstoleranzen wie auch Verschleißerscheinungen ausgleichen lassen, ohne dass es hier zu einem für die Lebensdauer der Anhängevorrichtung nachteiligen Ausschlagen käme.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass das Formteil in einer korrespondierend gestalteten, insbesondere nach Art einer Kugelpfanne gestalteten, Ausnehmung des Einsteckabschnitts anliegt, wodurch sich eine günstige Krafteinleitung ergibt.
Für eine kompakte Bauweise der Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn das Formteil gemäß einer weiteren Ausgestaltung in einer Öffnung des Riegels angeordnet ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Öffnung verriegelungsseitig eine Verengung aufweist. Durch die Verengung werden Bewegungen des federbelasteten Formteils begrenzt bzw. ein Heraustreten des federbelasteten Formteils aus der Öffnung des Riegels ähnlich einem Federstift verhindert.
In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Formteil konzentrisch zur Achse des Riegels angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmung zum Eingriff des Riegels und die Ausnehmung zur Anlage des Formteils konzentrisch zueinander angeordnet sind, wodurch sich konstruktive Vorteile ergeben.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement zur Verriegelung mit dem Einsteckabschnitt in einer zur Achse des Einsteckabschnitts im Wesentlichen radialer Richtung bewegbar ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Riegel in einer zur Achse des Einsteckabschnitts im Wesentlichen radialen Richtung bewegbar ist und/oder dass das Formteil in einer zur Achse des Einsteckabschnitts im Wesentlichen radialen Richtung federbelastet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichgerichtete Bewegung des Riegels wie auch des federbelasteten Formteils und damit der Anpresskraft.
Von konstruktivem Vorteil ist schließlich eine Ausgestaltung des Verriegelungselements, bei welcher das Formteil über ein innerhalb des Riegels angeordnetes Federelement, insbesondere ein kompakt bauendes Tellerfederpaket, federbelastet ist.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Einsteckhülse in der Einsteckstellung unter dem Einfluss einer über das Verriegelungselement aufgebrachten Anpresskraft über mindestens zwei Widerlager an der Einsteckhülse anliegt. Durch die kraftbelastete Anlage des Einsteckabschnitts über mindestens zwei Widerlager ergibt sich eine Art Drei-Punkt-Lagerung in der Einsteckhülse. Es ist nicht erforderlich, den Einsteckabschnitt zur Erzielung einer flächigen Anlage voll umfänglich einer spanabhebenden Nachbearbeitung zu unterziehen, da dieser nur im Bereich der Widerlager an der Lagerhülse anliegt. Hierdurch lassen sich die Fertigungskosten bei der Herstellung des Kupplungskugelträgers reduzieren. Über die auf den Einsteckabschnitt aufgebrachte Anpresskraft wird ferner ein erhöhter Materialverschleiß durch Ausschlagen im Fahrbetrieb unterbunden.
In konstruktiver Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Widerlager durch Vorsprünge an der Einsteckhülse und/oder dem Einsteckabschnitt gebildet werden. Durch die Vorsprünge ergeben sich definierte Anlagepunkte. Es ist möglich, beide Vorsprünge an der Einsteckhülse oder dem Einsteckabschnitt vorzusehen. Auch ist es möglich, einen Vorsprung an der Einsteckhülse und einen zweiten Vorsprung an dem Einsteckabschnitt vorzusehen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Widerlager in korrespondierend gestaltete Ausnehmungen des Einsteckabschnitts und/oder der Einsteckhülse eingreifen, wodurch neben der Drei-Punkt-Lagerung auch eine Verdrehsicherung erreicht wird.
Von Vorteil für ein einfaches Lösen des Kupplungskugelträgers aus der Einsteckhülse ist eine Ausgestaltung, nach welcher die radiale Erstreckung der Widerlager größer ist als jene der Ausnehmungen. Durch das radiale Übermaß der Widerlager im Vergleich zu der radialen Erstreckung der Ausnehmungen bleibt zwischen der Innenfläche der Einsteckhülse und dem Außenumfang des Einsteckabschnitts ein definierter Spalt bestehen, wodurch sich das Lösen des Einsteckabschnitts erschwerende Spaltkorrosionen vermeiden lassen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass sich die Widerlager parallel zur Mittelachse der Einsteckhülse an der inneren Mantelfläche erstrecken.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Widerlager eine längliche Form haben. Die Widerlager können beispielsweise durch Bolzen gebildet werden, die in entsprechende, einseitig offene Ausnehmungen der Einsteckhülse eingesetzt sind. Aufgrund der länglichen Form bilden die Widerlager eine Art Führungsschienen beim Einführen des Einsteckabschnitts in die Einsteckhülse.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfach gehaltene und damit kostengünstige Verriegelung des Kupplungskugelträgers in der Einsteckhülse wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement über eine hebelbetätigbare Anpressvorrichtung in eine Verriegelungsstellung überführbar ist. Die Verriegelung mittels einer hebelbetätigbaren Anpressvorrichtung erlaubt einen konstruktiv einfachen Aufbau der Anhängevorrichtung.
In diesem Zusammenhang wird in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement in einer Lagerbuchse axial beweglich und drehbar gelagert ist.
Vorteilhaft ist das Verriegelungselement an seinem dem Verriegelungsende gegenüberliegend Ende mit dem Hebel der Anpressvorrichtung verbunden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement mit der Lagerbuchse über eine Axialkopplung derart gekoppelt ist, dass eine aus einer Schwenkbewegung des Hebels resultierende Drehbewegung des Verriegelungselements auch eine Axialbewegung des Verriegelungselements bewirkt. Durch den Axialbewegungsanteil des Verriegelungselements wird eine Zustellung des Verriegelungselements in Richtung des Einsteckabschnitts und damit der gewünschte Formschluss erreicht.
Von konstruktivem Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei welcher die Axialkopplung durch einen in einen schräg verlaufenden Schlitz der Lagerbuchse eingreifenden Bolzen gebildet wird. Ähnlich einer Bajonettverriegelung wird der Bolzen innerhalb des schräg verlaufenden Schlitzes geführt, so dass bei einer Drehbewegung des Verriegelungselements bzw. bei einer Betätigung des Hebels auch eine Axialbewegung erreicht wird. Über die Steigung des schräg verlaufenden Schlitzes lässt sich der Anteil der Axialbewegung einstellen.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass der Schlitz ein gegenüber dem Schlitzverlauf abgewinkeltes Schlitzende aufweist. Mit Erreichen des Schlitzendes befindet sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung. Über das abgewinkelte Schlitzende wird ein ungewolltes Lösen erschwert. Gleichzeitig erhält der Bediener bei Betätigung des Hebels eine spürbare Rückmeldung über den Eintritt des Bolzens in das Schlitzende und damit über die erfolgte Verriegelung.
Von Vorteil für eine leichtgängige Verriegelung bzw. Betätigung der Anpressvorrichtung ist eine Ausgestaltung, nach welcher der Hebel ein mit dem Verriegelungselement verbundenes Hebellager und eine innerhalb des Hebellagers bewegbare Hebestange aufweist, die wahlweise in eine Hebelstellung oder eine Ruhestellung bewegbar ist. Durch Bewegen der Hebelstange in die Hebelstellung wird der Hebelarm des bei der Betätigung der Anpressvorrichtung zur Verfügung stehenden Hebelarms verlängert. Durch Bewegung der Hebelstange in die Ruhestellung, etwa nach erfolgter Verriegelung, wird der Hebelarm verkürzt und die Hebelstange verschwindet im nicht sichtbaren Bereich unterhalb des Stoßfängers.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass der Hebel in der Hebelstellung einen ersten Hebelarm und in der Ruhestellung einen demgegenüber verkürzten, zweiten Hebelarm aufweist.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass die Hebelstange in der Ruhestellung über ein Sicherungselement, vorzugsweise ein federndes Sicherungselement, lagegesichert ist. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Hebelstange aus der Ruhestellung, beispielsweise bei Fahrten in unwegsamem Gelände, vermieden.
Im Hinblick auf eine bedienerfreundliche Ausgestaltung der Anhängevorrichtung wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Hebelstange infolge einer Betätigung des Sicherungselements unter dem Einfluss der Schwerkraft selbsttätig aus der Ruhestellung in die Hebelstellung gleitet. Auf diese Weise braucht der Bediener zur Überführung der Hebelstange von der Ruhestellung in die Hebelstellung lediglich das Sicherungselement einmal zu betätigen, wonach dann die Hebelstange selbsttätig in die Hebelstellung gleitet und die Verriegelung erfolgen kann.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, nach welcher die Hebelstange in der Ruhestellung durch eine Öffnung eines fahrzeugfesten Halteelements hindurchgeführt ist. Im Bereich hinter dieser Durchführung kann das Sicherungselement angreifen. Auch kann die Öffnung derart angeordnet sein, dass eine Durchführung der Hebelstange durch die Öffnung des Halteelements nur dann möglich ist, wenn die Verriegelung korrekt vorgenommen wurde. Auf diese Weise gefahrenträchtige Situationen aufgrund nicht sachgerechter Bedienung reduziert.
In konstruktiver Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, dass die Hebelstange eine Ausnehmung, vorzugsweise eine umlaufende Ringnut, aufweist, in welche das Sicherungselement eingreift.
Um das Einführen der Hebelstange durch die Öffnung des fahrzeugfesten Halteelements zu erleichtern, wird in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen, dass die Hebelstange eine Einführschräge aufweist.
Um den Bedienkomfort der Anhängevorrichtung zu verbessern wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, dass die Hebelstange einen Griff, insbesondere in einer Signalfarbe, aufweist. Der Griff erleichtert die Handhabung der Anpressvorrichtung und damit das Verriegeln des Kupplungskugelträgers in der Einsteckhülse. Durch die Signalfarbe des Griffs wird erreicht, dass dieser im Falle einer nicht korrekten Verriegelung eine Art Warnzeichen für den Bediener gibt.
Zur Konstruktionsvereinfachung trägt ferner eine Ausgestaltung bei, nach welcher das Sicherungselement nach Art eines doppelten Hebels gestaltet ist, dessen erster Hebelarm zur Lagesicherung der Hebelstange dient und dessen anderer Hebelarm zum Lösen des Sicherungselements dient, wozu der zweite Hebelarm vorzugsweise einen Betätigungsabschnitt aufweist.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass das Sicherungselement an dem Halteelement schwenkbar angelenkt ist.
Im Hinblick auf eine einfache Betätigung des Sicherungselements wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Ende des ersten Hebelarms derart lagegesichert ist, dass sich der erste Hebelarm bei Betätigung des zweiten Hebelarms elastisch verbiegt und anschließend selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückfedert. Das Sicherungselement lässt sich daher ähnlich einem Tastschalter bedienen, der immer wieder in seine Ausgangsstellung zurückfedert.
Darüber hinaus wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Hebelstange erst nach erfolgter Verriegelung des Verriegelungselements in die Ruhestellung überführbar ist, wodurch der Bediener der Anhängevorrichtung eine Rückmeldung über die korrekte Verriegelung des Einsteckabschnitts des Kupplungskugelträgers in der Einsteckhülse erhält.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Axialkopplung derart ausgebildet ist, dass diese ein Überführen der Hebelstange in die Ruhestellung erst nach erfolgter Verriegelung des Verriegelungselements frei gibt, wodurch ebenfalls eine Rückmeldung für den Bediener über ein korrektes Verriegeln erreicht wird.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfach gehaltene und damit kostengünstige Verriegelung des Kupplungskugelträgers in der Einsteckhülse wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement über eine hebelbetätigbare Anpressvorrichtung in eine Verriegelungsstellung überführbar ist. Die Verriegelung mittels einer hebelbetätigbaren Anpressvorrichtung erlaubt einen konstruktiv einfachen Aufbau der Anhängevorrichtung.
In diesem Zusammenhang wird in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement in einer Lagerbuchse axial beweglich und drehbar gelagert ist.
Vorteilhaft ist das Verriegelungselement an seinem dem Verriegelungsende gegenüberliegend Ende mit dem Hebel der Anpressvorrichtung verbunden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement mit der Lagerbuchse über eine Axialkopplung derart gekoppelt ist, dass eine aus einer Schwenkbewegung des Hebels resultierende Drehbewegung des Verriegelungselements auch eine Axialbewegung des Verriegelungselements bewirkt. Durch den Axialbewegungsanteil des Verriegelungselements wird eine Zustellung des Verriegelungselements in Richtung des Einsteckabschnitts und damit der gewünschte Formschluss erreicht.
Von konstruktivem Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei welcher die Axialkopplung durch einen in einen schräg verlaufenden Schlitz der Lagerbuchse eingreifenden Bolzen gebildet wird. Ähnlich einer Bajonettverriegelung wird der Bolzen innerhalb des schräg verlaufenden Schlitzes geführt, so dass bei einer Drehbewegung des Verriegelungselements bzw. bei einer Betätigung des Hebels auch eine Axialbewegung erreicht wird. Über die Steigung des schräg verlaufenden Schlitzes lässt sich der Anteil der Axialbewegung einstellen.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass der Schlitz ein gegenüber dem Schlitzverlauf abgewinkeltes Schlitzende aufweist. Mit Erreichen des Schlitzendes befindet sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung. Über das abgewinkelte Schlitzende wird ein ungewolltes Lösen erschwert. Gleichzeitig erhält der Bediener bei Betätigung des Hebels eine spürbare Rückmeldung über den Eintritt des Bolzens in das Schlitzende und damit über die erfolgte Verriegelung.
Weitere Einzelheiten und Vorteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigt:
1: eine Frontalansicht auf Teile eines Fahrzeugheckbereichs,
2: eine Schnittdarstellung gemäß der in 1 mit II-II bezeichneten Schnittebene,
3: eine vergrößerte Detaildarstellung gemäß der in 1 mit III bezeichneten Einzelheit,
4: eine der Darstellung in 2 entsprechende Darstellung bei abgenommenem Kupplungskugelträger,
5: eine der Darstellung in 3 entsprechende Darstellung bei abgenommenem Kupplungskugelträger,
6: eine seitliche Ansicht der Anhängevorrichtung,
7: eine Schnittdarstellung gemäß der in 6 mit VII-VII bezeichneten Schnittebene,
8: eine Schnittdarstellung gemäß der in 6 mit VIII-VIII bezeichneten Schnittebene,
9: eine Schnittansicht gemäß der in 8 mit IX-IX bezeichneten Schnittebene,
10a–h: perspektivische Ansichten der Anhängevorrichtung zur Veranschaulichung der Arretierung des Kupplungskugelträgers,
11: eine seitliche Ansicht der Anhängevorrichtung,
12: eine Schnittdarstellung gemäß der in 11 mit XII-XII bezeichneten Schnittebene,
13: eine Schnittdarstellung gemäß der in 11 mit XIII-XIII bezeichneten Schnittebene und
14a–d: perspektivische Darstellungen zur Veranschaulichung der zum Abnehmen des Kupplungskugelträgers erforderlichen Handhabungen.
In 1 sind Teile des Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Anhängevorrichtung dargestellt. Zu erkennen ist der Stoßfänger 100, der in seinem unteren Bereich eine Einführöffnung 101 aufweist, durch welche ein zum Ankuppeln eines Anhängerfahrzeugs dienender Kupplungskugelträger 2 mit einem vertikalen Abschnitt von unten her in vertikaler Richtung einführbar und in einer fahrzeugfesten Stellung an einem Querträger 102 des Kraftfahrzeugs festlegbar ist, was nachfolgend im Einzelnen erläutert werden wird, vgl. auch 2.
Der Kupplungskugelträger 2 ist Teil einer Anhängevorrichtung 1, die in fahrzeugfester Stellung an einem sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Querträger 102 festgelegt ist. Der Kupplungskugelträger 2 weist an seinem einen Ende einstückig eine Kupplungskugel 3 und am gegenüberliegenden Ende einen sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden Einsteckabschnitt 4 auf, der in der in 2 dargestellten Anhängestellung in einer Einsteckhülse 5 arretiert ist. Der Kupplungskugelträger 2 kann in Zeiten, in denen das Mitführen eines Anhängerfahrzeugs nicht gewünscht ist, vom Zugfahrzeug abgenommen und beispielsweise im Kofferraum bevorratet werden. Dies hat den Vorteil, dass der nach hinten abstehende Kupplungskugelträger 2 beispielsweise beim Einparken des Zugfahrzeugs nicht stört. Darüber hinaus wird ein Festbacken des Kupplungskugelträgers 4 in der fahrzeugfesten Einsteckhülse 4, wie sich dies nach langer Einsteckzeit beispielsweise aufgrund von Spaltkorrosion ergeben kann, vermieden.
Um ein Abnehmen bzw. Einstecken des Kupplungskugelträgers 2 in die innerhalb des Stoßfängers 100 angeordnete Einsteckhülse 5 zu ermöglichen, weist der Stoßfänger 100 eine tiefliegende Öffnung 101 auf, durch welche der Einsteckabschnitt 4 in vertikaler Richtung hindurch führbar ist. Zum Ver- bzw. Entriegeln des Einsteckabschnitts 4 gegenüber der Einsteckhülse 5 ist en Hebel 12 vorgesehen.
Wie insbesondere die Darstellung in 4 veranschaulicht, ist die Öffnung 101 des Stoßfängers 100 im fahrbahnseitigen unteren Ende des Stoßfängers 100 angeordnet, so dass die Öffnung 101 für eine neben oder hinter dem Fahrzeug stehende Person nicht direkt sichtbar ist und insoweit die Ästhetik des Fahrzeughecks durch die vorhandene Öffnung 101 nicht merklich beeinträchtigt wird. Die Öffnung 101 weist einen gegenüber der Horizontalen bzw. der Standebene des Fahrzeugs betrachtet flachen Winkel α auf, weshalb die Öffnung für eine hinter dem Fahrzeug stehende Person nicht sichtbar ist. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α etwa 40°. In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Winkel α jedoch auch kleiner als 40°, insbesondere auch kleiner als 30°, kleiner als 20° sowie kleiner als 15° gehalten sein.
Nachfolgend werden zunächst Einzelheiten der Arretierung des Kupplungskugelträgers 2 bzw. dessen Einsteckabschnitts 4 in der Einsteckhülse 5 anhand der Darstellungen in den 6 bis 9 erläutert.
Wie die Darstellung in 6 zeigt, weist der Kupplungskugelträger 2 eine in etwa V-förmige Geometrie mit einem vertikal nach oben gerichteten Einsteckabschnitt 4 am einen Ende und einer ebenfalls vertikal nach oben gerichteten Kupplungskugel 3 am anderen Ende sowie einem dazwischen schräg verlaufenden, sich im Bereich des Endes der Kupplungskugel 3 verjüngenden Zwischenbereich auf. Der Kupplungskugelträger 2 kann in in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhafter Weise durch Biegung strangförmigen Stahlmaterials oder als Gussteil gefertigt sein.
Die 7 bis 9 lassen Einzelheiten der Verriegelung des Einsteckabschnitts 4 in der Einsteckhülse 5 erkennen.
Wie zunächst die Darstellung in 7 zeigt, ist die Einsteckhülse 5 fahrzeugfest unterhalb des Querträgers 101 angeordnet und dort beispielsweise durch Verschweißen oder Verschrauben befestigt. Die Einsteckhülse 5 weist eine ringzylindrische, nach unten offene Form auf, in welche der rundzylindrische Einsteckabschnitt 4 des Kupplungskugelträgers 2 von unten her einsteckbar ist. Um ein Herausrutschen des Kupplungskugelträgers 4 aus der Einsteckhülse 5 zu verhindern, ist dieser in der in 7 dargestellten Einsteckstellung über ein aus radialer Richtung in eine Ausnehmung 4.2 eingreifendes Verriegelungselement 6 arretiert, was nachfolgend noch näher beschrieben werden wird.
Wie insbesondere die Schnittdarstellung in 8 erkennen lässt, sind innerhalb der Einsteckhülse 5 auf der dem Verriegelungselement 6 abgewandten Seite zwischen der Einsteckhülse 5 und dem Einsteckabschnitt 4 zwei rundzylindrische, längliche Widerlager 7 vorgesehen, an welchen der Einsteckabschnitt 4 unter dem Einfluss einer über das Einsteckelement 6 aufgebrachten Anpresskraft anliegt, wodurch sich für den Einsteckabschnitt 4 eine Art Drei-Punkt-Lagerung innerhalb der Einsteckhülse 5 ergibt.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführung werden die Widerlager 7 durch an dem Innenumfang der Einsteckhülse 5 vorgesehene Vorsprünge gebildet, die durch in entsprechende Öffnungen der Einsteckhülse 5 eingesteckte Bolzen gebildet werden, vgl. auch 9. Alternativ ist es denkbar, dass die Widerlager 7 einstückig am Innenumfang der Einsteckhülse 5 vorgesehen sind. Auch ist es denkbar, dass die Widerlager 7 nicht am Innenumfang der Einsteckhülse 5, sondern am Mantel des Einsteckabschnitts 4 vorgesehen sind. Auch müssen nicht zwingend zwei Widerlager 7 vorgesehen werden, beispielsweise ist es denkbar, drei, vier oder mehr Widerlager 7 vorzusehen.
Die vom inneren Mantel der Einsteckhülse 5 radial nach innen vorspringenden Widerlager 7 greifen in korrespondierend gestaltete Ausnehmungen 4.1 des Einsteckabschnitts 4 ein, wodurch ein Verdrehen des Einsteckabschnitts 4 innerhalb der Einsteckhülse 5 verhindert wird. Beim Einführen des Einsteckabschnitts 4 in die Einsteckhülse 5 bilden die Widerlager 7 und die Ausnehmungen 4.1 eine Führung des Einsteckabschnitts 4, so dass die die Ausnehmung 4.2 nach dem Einführen stets in Fluchtung mit dem in die Ausnehmung 4.2 eingreifenden Verriegelungselement 6 liegt.
Wie die Darstellung in 8 weiter erkennen lässt, ist die radiale Erstreckung der Widerlager 7 bzw. deren radiale Erstreckung gegenüber dem inneren Umfang der Einsteckhülse 5 größer als die radiale Erstreckung der Ausnehmung 4.1, so dass zwischen dem inneren Umfang der Einsteckhülse 5 und dem Mantel des Einsteckabschnitts 4 ein Spalt S mit einer Spaltbreite von beispielsweise 1 mm entsteht. Aufgrund dieses Spaltes S ergeben sich vergleichsweise kleine Anlageflächen zwischen der Einsteckhülse 5 und dem Einsteckabschnitt 4 so dass es nicht erforderlich ist, die die Spaltwände bildenden Bereiche des Einsteckabschnitts 4 sowie der Einsteckhülse 5 einer spanabhebenden Nachbearbeitung zu unterziehen. Eine solche Nachbearbeitung ist lediglich im Anlagebereich der Ausnehmungen 4.1 erforderlich. Darüber hinaus ist die Breite des Spalts S derart bemessen, dass es auch nach längeren Einsteckzeiten nicht zu einer Spaltkorrosion und damit einem Festbacken des Einsteckabschnitts 4 innerhalb der Einsteckhülse 5 kommt. Auch nach längeren Einsteckzeiten lässt sich der Einsteckabschnitt 4 und damit der Kupplungskugelträger 2 leichtgängig von der Einsteckhülse 5 bzw. dem Zugfahrzeug abnehmen.
Wie auch die Darstellung in 9 veranschaulicht, sind die Widerlager 7 parallel zur Mittelachse M der Einsteckhülse 5 ausgerichtet und von insgesamt länglicher Form, weshalb die Widerlager eine Art Führungsschienen beim Einführen des Einsteckabschnitts 4 in die Einsteckhülse 5 bilden. Beim Einstecken des Einsteckabschnitts 4 gleiten die Widerlager 7 innerhalb der ebenfalls länglich gestalteten Ausnehmungen 4.2 des Einsteckabschnitts, bis dieser seine Einsteckstellung erreicht hat, in welcher das Verriegelungselement 6 und die Ausnehmung 4.2 miteinander fluchten, so dass über das Verriegelungselement 6 die beispielsweise in 8 dargestellte Verriegelung hergestellt werden kann.
Einzelheiten des Verriegelungselements 6 werden nachfolgend ebenfalls unter Zuhilfenahme der 8 und 9 erläutert werden.
Das Verriegelungselement 6 weist einen Riegel 6.1 auf, der formschlüssig in die gegenüberliegend am Einsteckabschnitt 4 vorgesehene Ausnehmung 4.2 eingreift und auf diese Weise ein Herausrutschen des Einsteckabschnitts 4 aus der Einsteckhülse 5 verhindert. Zur Erzeugung der Anpresskraft auf den Einsteckabschnitt 4 weist das Verriegelungselement 6 ein in Richtung des Einsteckabschnitts 4 federbelastetes Formteil 6.2 auf, das nach Art einer Kugel gestaltet ist. Das Formteil 6.2 liegt im Inneren des Riegels 6.1 und wird konzentrisch zur Achse des Riegels 6.1 über ein Tellerfederpaket 6.4 mit einer Federkraft beaufschlagt. Um ein Heraustreten des Formteils 6.2 aus der Öffnung 6.3 des Riegels 6.1 zu verhindern, ist der vordere Bereich, d. h. das verriegelungsseitige Ende des Riegels 6.1 verjüngt ausgebildet, wodurch eine Art Kragen entsteht, an welchem das Formteil 6.2 anliegt. Im verriegelten Zustand liegt das Formteil 6.2 in einer korrespondierend gestalteten Ausnehmung 4.3 des Einsteckabschnitts an, die bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen nach Art einer Kugelpfanne gestaltet ist, und übt die Anpresskraft auf den Einsteckabschnitt 4 aus, so dass dieser unter dem Einfluss der Anpresskraft über die Widerlager 7 in der Einsteckhülse 5 arretiert ist. Sowohl der Riegel 6.1 wie auch das Formteil 6.2 und entsprechend die Ausnehmungen 4.2 bzw. 4.3 sind konzentrisch zur Achse des Verriegelungselements 6 angeordnet.
Das Verriegelungselement 6 ist in radialer Richtung innerhalb einer Lagerbuchse 11 gegenüber dem Einsteckabschnitt 4 hin- und her bewegbar angeordnet, um einerseits den Einsteckabschnitt 4 bei Bedarf aus der Einsteckhülse 5 lösen zu können und andererseits nach Einstecken des Einsteckabschnitts 4 die gewünschte Verriegelung am Fahrzeug bereitzustellen. Nach erfolgter Verriegelung ist der Einsteckabschnitt 4 über das Verriegelungselement 6 sowohl form- als auch kraftschlüssig innerhalb der Einsteckhülse 5 arretiert. Durch den über den Riegel 6.1 erreichten Formschluss wird ein Herausrutschen des Einsteckabschnitts 4 aus der Einsteckhülse 5 verhindert. Durch den über das Formteil 6.2 aufgebrachten Kraftschluss erfolgt ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen wie auch ein Ausgleich von sich über die Lebensdauer der Anhängevorrichtung 1 einstellendem Verschleiß, so dass der Einsteckabschnitt 4 auch mit zunehmendem Verschleiß stets spielfrei innerhalb der Einsteckhülse 5 liegt, wodurch ein Ausschlagen und damit ein erhöhter Verschleiß vermieden wird.
Zur Verriegelung des Einsteckabschnitts 4 mit dem Verriegelungselement 6 ist eine handhebelbeträtigte Anpressvorrichtung 10 vorgesehen, deren Einzelheiten nachfolgend vor allem unter Bezugnahme auf die Darstellung in 9 erläutert werden.
Das Verriegelungselement 6 ist an seinem dem Verriegelungsende gegenüberliegenden Ende mit einem Handhebel 12 versehen. Das Verriegelungselement 6 ist innerhalb eines sich in radialer Richtung zu dem Einsteckabschnitt 4 erstreckenden Lagerbuchse 11 axial beweglich und drehbar gelagert. Über eine Axialkopplung 13 bestehend aus einem Schlitz 13.1 und einem in diesen Schlitz 13.1 eingreifenden Bolzen 13.2 werden aus einer Schwenkbewegung des Hebels 12 resultierende Drehbewegungen des Verriegelungselements 6 von einer axialen Bewegungskomponente überlagert, die eine Zustellung des Verriegelungselements 6 in dessen Verriegelungsstellung bewirkt.
Wie anhand der Darstellung in 10b deutlich wird, weist der Schlitz 13.1 einen gegenüber der Achse des Verriegelungselements 6 schrägen Verlauf auf. In den Schlitz 13.1 greift der Bolzen 13.2 ähnlich einer Bajonettverriegelung ein. Bei einer Drehung des Verriegelungselements 6 wird der mit dem Verriegelungselement 6 fest verbundene Bolzen 13.2 entlang der Seitenwände des Schlitzes 13.1 geführt, wodurch das Verriegelungselement 6 in dessen Verriegelungsstellung bewegt wird. Wie die Darstellung in 10c besser erkennen lässt, ist das Schlitzende 13.3 gegenüber dem übrigen Schlitzverlauf abgewinkelt. Bei Eintritt des Bolzens 13.1 in das abgewinkelte Schlitzende 13.3 ist die Zustellbewegung des Verriegelungselements 6 beendet, d. h. dieses hat die beispielsweise in 8 und 9 dargestellte Verriegelungsposition erreicht. Ein weiteres Schwenken des Hebels 12 führt zu keiner weiteren Zustellung des Verriegelungselements 6. Das Erreichen des Schlitzendes 13.3 ist für den Bediener des Hebels 12 spürbar, so dass dieser eine Rückmeldung darüber erhält, dass das Verriegelungselement 6 seine Verriegelungsposition erreicht hat.
Einzelheiten des Hebels 12 werden nachfolgend unter Zuhilfenahme vor allem der 7 und 9 erläutert werden.
Wie die Darstellung in 9 erkennen lässt, weist der Hebel 12 ein hülsenartiges, mit dem hebelseitigen Ende des Verriegelungselements 6 fest verbundenes Hebellager 20 auf. Innerhalb des Hebellagers 20 ist eine Hebelstange 21 bewegbar angeordnet, so dass die Hebelstange 21 wahlweise zwischen einer Hebelstellung und einer Ruhestellung hin und her bewegbar ist. In der Hebelstellung, vgl. beispielsweise 10d weist der Hebel 12 einen Hebelarm H₁ auf. In der Ruhestellung ist der Hebelarm H₂ demgegenüber verkürzt, vgl. z. B. die Darstellung in 10a. Auf diese Weise ergibt sich in der Hebelstellung eine leichtgängige, den längeren Hebelarm H₁ nutzende Betätigungsmöglichkeit, wohingegen in der Ruhestellung der Hebelarm H₂ verkürzt ist und insoweit der Hebel 12 nicht sichtbar im Inneren des Stoßfängers 100 liegt, vgl. auch die Darstellung in 2.
In der Ruhestellung wird die Hebelstange 21 über ein federnd ausgestaltetes Sicherungselement 22 gehalten, welches bei Betätigung die Hebelstange 21 frei gibt, so dass sich diese infolge der Betätigung unter dem Einfluss der Schwerkraft selbsttätig aus der Ruhestellung in die Hebelstellung bewegt. Wie die Darstellung in 9 erkennen lässt, ist das Sicherungselement 22 nach Art eines doppelten Hebels gestaltet, welcher an einer Abkantung bzw. Umbiegung 23.1 eines fahrzeugfest angeordneten Halteelements 23 angelenkt ist. Das Halteelement 23 ist nach Art einer Platte gestaltet und weist eine Öffnung 24 auf, durch welche die Hebelstange 21 in der Ruhestellung hindurchgeführt ist, was nachfolgend noch im Einzelnen erläutert werden wird.
Zunächst werden anhand der Darstellungen in den 10a bis 10h die Vorgänge beim Verriegeln des Kupplungskugelträgers 2 in der Einsteckhülse 5 erläutert.
10a zeigt die Stellung des Kupplungskugelträgers 2 unmittelbar vor dessen Einführung in die Einsteckhülse 5. Der Einsteckabschnitt 4 des Kupplungskugelträgers 2 ist fluchtend unterhalb der Einsteckhülse 5 positioniert. Die Ausnehmungen 4.1 befinden sich in Fluchtung mit den Widerlagern 7, vgl. auch 10b. Beim Einführen des Abschnitts 4 in die Einsteckhülse 5 gleiten die Widerlager 7 nach Art von Führungsschienen in den Ausnehmungen 4.1 bis in die Verriegelungsstellung, in welcher die Ausnehmungen 4.2, 4.3 eine definierte Stellung gegenüber dem Verriegelungselement 6 einnehmen, so dass dieses mit dem Einsteckabschnitt 4 verriegeln kann. Bei den Darstellungen in den 10a und 10b hängt der Hebel 10 lose nach unten und weist den kurzen Hebelarm H₂ auf. Zur Betätigung des Hebelarms kann der Griff 27 und mit diesem die Hebelstange 21 unter dem Einfluss der Gewichtskraft nach unten gleiten, so dass der in den 10c und 10d dargestellte, längere Hebelarm zur kraftsparenden Verriegelung entsteht. In 10d dargestellt ist jener Zeitpunkt, in welchem der Kupplungskugelträger 2 seine Verriegelungsstellung innerhalb der Einsteckhülse 5 erreicht hat. Der Hebel 12 befindet sich in der Hebelstellung. Durch manuelle Betätigung des Hebels 12 gemäß der Darstellung in 10e beginnt die Zustellung des Verriegelungselements 6 in Richtung des Einsteckabschnitts 4 des Kupplungskugelträgers 2 über die Axialkopplung 13.
In 10b ist der Bolzen 13.1 innerhalb des Schlitzes 13.2 in Richtung des Einsteckabschnitts gewandert. Mit diesem ist auch der das Verriegelungselement 6 in Richtung des Einsteckabschnitts 4 gewandert und befindet sich in der in 10e dargestellten Situation bereits in Eingriff mit den Ausnehmungen 4.2, 4.3. Durch ein weiteres Verschwenken des Hebels 12 gemäß der Darstellung in 10f tritt der Bolzen 13.1 in das gegenüber dem übrigen Schlitzverlauf des Schlitzes 13.2 abgewinkelte Schlitzende 13.3 ein. Mit dem Eintritt des Bolzens 13.1 in das abgewinkelte Schlitzende 13.3 ist die Zustellbewegung des Verriegelungselements 6 abgeschlossen und der Einsteckabschnitt 4 des Kupplungskugelträgers 2 form- und kraftschlüssig innerhalb der Hülse 5 über die zuvor im Einzelnen beschriebenen Drei-Punkt-Lagerung gehalten. In dieser Schwenklage kann der effektive Hebelarm des Hebels 12 durch Verschieben der Hebelstange 21 gegenüber dem Hebellager 20 verkürzt werden, wobei die Hebelstange 21 durch die an dem Halteelement 23 vorgesehene Öffnung 24 hindurchtritt und in der Ruhestellung des Hebels 12 über das Sicherungselement 22 sicher gehalten wird. Auf diese Weise verschwindet der in einer Signalfarbe gehaltene Griff 27 des Hebels 12 innerhalb der Öffnung 101 des Stoßfängers 100, so dass dieser aus dem Sichtbereich des Bedieners verschwindet.
Da die Anpressvorrichtung 10 derart ausgebildet ist, dass ein Einführen der Hebelstange 21 durch die Öffnung 24 des Halteelements nur dann möglich ist, wenn der Verriegelungsvorgang abgeschlossen ist bzw. die Verriegelung korrekt vorgenommen wurde, erhält der Bediener eine gute Rückmeldung darüber, ob die Verriegelung korrekt erfolgte. Andernfalls rutscht die Hebelstange 21 und der an dieser befestigte, in einer Signalfarbe gehaltene Griff 27 unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten in den Sichtbereich des Bedieners, so dass dieser eine gut wahrnehmbare Information darüber erhält, dass die Verriegelung nicht korrekt vorgenommen wurde. In 10h dargestellt ist der verriegelte Endzustand, in welchem ein Anhängerfahrzeug an die Anhängevorrichtung angehängt werden kann. In diesem Zustand ist die Hebelstange 21 durch die Öffnung 24 des Halteelements 22 hindurch geführt und über das Sicherungselement 22 lagegesichert. Um ein Einführen der Hebelstange durch die Öffnung 24 zu erleichtern, weist die Hebelstange 21 an ihrem dem Griff 27 gegenüberliegenden Ende eine Einführschräge 26 auf.
Wie 10h weiter erkennen lässt, ist das Sicherungselement 22 nach Art eines drahtgebogenen Federelements gestaltet und an einer Umbiegung 23.1 des Halteelements 23 gelenkig aufgehangen. Das Sicherungselement 22 ist nach Art eines doppelten Hebels gestattet, dessen erster Hebelarm 22.1 mit einem Betätigungsabschnitt 22.3 versehen ist, und dessen anderer Hebelarm 22.2 in einer weiteren Ausnehmung 25 des Halteelements 23 festgelegt ist. Die Festlegung des zweiten Hebelarms 22.2 an dem Halteelement 23 ist derart, dass bei Betätigung des Sicherungselements 22 der zweite Hebelarm 22.2 eine Biegung erfährt, infolge welcher er aus einer umlaufenden Nut 21.1 der Hebelstange 21 austritt, so dass diese nach unten durch die Öffnung 24 hindurch rutschen kann. Das Sicherungselement 22 ist nach Art eines Tastschalters gestaltet, d. h. durch eine einmalige Fingerbetätigung an den Griffelement 22.3 durch Aufbringung einer Zugkraft löst sich der Formschluss zwischen dem zweiten Hebelarm 22.2 und der Nut 21.1, weshalb die Hebelstange 21 nach unten durchrutschen kann. Sobald der Bediener den Griff 22.3 loslässt, federt der zweite Hebelarm 22.2 selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurück.
An der zuvor beschriebenen Funktionsweise des Sicherungselements 22 wird darüber hinaus eine zweite Funktion der Einführschräge 26 deutlich, die auch dazu dient, den zweiten Hebelarm 22.2 des Sicherungselements 22 beim Einschieben der Hebelstange 21 durch die Öffnung 24 zur Seite zu drücken. Sobald dann die Nut 21.1 und der zweite Hebelarm 22.2 einander gegenüberliegen, federt der zweite Hebelarm 22.2 in die Nut 21.1 ein und die Hebelstange 21 ist formschlüssig in deren Ruhestellung gesichert.
Die 11 bis 13 zeigen die Kugelstange 2 in deren Einsteckstellung innerhalb der Einsteckhülse 5, wobei jedoch die Verriegelung mit dem Verriegelungselement 6 noch nicht erfolgt ist.
12 zeigt eine Stellung, in welcher der Einsteckabschnitt 4 des Kupplungskugelträgers 2 in seine Endstellung innerhalb der Einsteckhülse 5 verbracht ist. Zu erkennen ist, dass die Öffnungen 4.2 und 4.3 des Einsteckabschnitts mit dem Riegel 6.1 bzw. dem Formteil 6.2 des Verriegelungselements fluchten, so dass das Formteil 6.2 in Eingriff mit der als Kugelpfanne ausgebildeten Ausnehmung 4.3 und der Riegel 6.1 mit der rundzylindrischen Ausnehmung 4.2 gebracht werden und der Einsteckabschnitt 4 auf diese Weise innerhalb der Öse 5 verriegelt werden kann. Der Hebel 12 bzw. dessen Hebelstange 21 ist gemäß der Darstellung in 12 bereits durch Betätigung des Sicherungselements 22 von dem Halteelement 23 gelöst und hängt in in etwa vertikaler Richtung nach unten. In dieser Stellung ist der Griff 27 des Hebels 12 für den Bediener unterhalb der Öffnung 101 des Stoßfängers 100 gut sichtbar, so dass er diesen greifen und durch Schwenken des Hebels 12 in der zuvor beschriebenen Weise die Verriegelung des Einstiegabschnitts 4 in der Hülse 5 erreichen kann.
Nachstehend wird anhand der Darstellungen in den 14a bis 14d der Lösevorgang bei der Abnahme des Kupplungskugelträgers 2 von der Einstückhülse 5 erläutert.
14a zeigt jene Stellung der Anhängevorrichtung 1, in welcher der Kupplungskugelträger 2 gegenüber der Einsteckhülse 5 verriegelt ist. Zum Lösen bzw. zum Abnehmen des Kupplungskugelträgers 2 von dem Kraftfahrzeug im Falle längeren Nichtgebrauchs, kann der Bediener von unten her durch die Öffnung 101 im Stoßfänger hindurchgreifen. Beim Durchgriff lässt sich das Sicherungselement 22 bzw. der nach unten abstehende Griff 23.3 des Sicherungselements 22 auf einfache Weise ertasten. Mit einem oder zwei Fingern kann der Bediener den Griff 23.3 auf sich zu ziehen, wodurch der zweite Hebelarm 22.2 ausfedert und aus der Nut 21.1 der Hebelstange 21 austritt, so dass diese unter dem Einfluss der Gewichtskraft innerhalb des Hebellagers 20 nach unten gleitet. Hierdurch wird zum Einen der zum Antrieb der Anpressvorrichtung 10 zur Verfügung stehende Hebelarm verlängert, wodurch sich günstige Kraftverhältnisse ergeben, zum Anderen wird ein Verschwenken des Hebels 12 überhaupt erst ermöglicht.
14b zeigt eine Stellung, in welcher der erste Hebelarm 22.1 durch den Bediener auf sich zu gezogen wurde und der zweite Hebelarm 22.2 in Folge dieser Bewegung aus der Nut 21.1 der Hebelstange 21 herausgetreten ist. Gemäß der weiteren Darstellung in 14c kann nach Erreichen dieses Zustands die Hebelstange 21 durch die Öffnung 24 des Halteelements 23 hindurch nach unten gleiten, bis die in 14d dargestellte Stellung erreicht ist. In dieser Stellung liegt der Griff 27 des Hebels 12 sichtbar für den Bediener unterhalb des Stoßfängers 100 und er kann diesen greifen und durch Schwenken die Verriegelung lösen. Nach Lösung der Verriegelung kann der Kupplungskugelträger 2 in vertikaler Richtung nach unten aus der Hülse 5 heraus gezogen werden. Anschließend kann der Hebel 12 wieder zurück verschwenkt und ohne den eingesetzten Kupplungskugelträger 2 in dessen Ruhestellung überführt werden, wie eine solche Darstellung beispielsweise in 4 gezeigt ist.
Die vorstehend beschriebene Anhängevorrichtung zeichnet sich durch ihren in fertigungstechnischer Hinsicht günstigen, da wenig spanabhebende Nachbearbeitung erfordernden und gleichsam Toleranzen wie auch aufkommenden Verschleiß ausgleichenden Aufbau auf. Ferner ergibt sich durch die Betätigung über den Hebel 12 eine einfache Bedienbarkeit der Anhängevorrichtung 1 und gleichzeitig eine klare Information für den Bediener, ob die Verriegelung zuverlässig erfolgt ist.

1: Anhängevorrichtung
2: Kupplungskugelträger
3: Kupplungskugel
4: Einsteckabschnitt
4.1: Ausnehmung
4.2: Ausnehmung
4.3: Ausnehmung
5: Einsteckhülse
5.1: Mantelfläche
6: Verriegelungselement
6.1: Riegel
6.2: Formteil
6.3: Öffnung
6.4: Federelement, Tellerfederpaket
7: Widerlager
10: Anpressvorrichtung
11: Lagerbuchse
12: Hebel
13: Axialkopplung
13.1: Schlitz
13.2: Bolzen
13.3: Schlitzende
20: Hebellager
21: Hebelstange
22: Sicherungselement
22.1: erster Hebelarm
22.2: zweiter Hebelarm
22.3: Betätigungsabschnitt, Griff
23: Halteelement
23.1: Umbiegung
24: Öffnung
25: Ausnehmung
26: Einführschräge
27: Griff
28: Betätigungselement
100: Stoßfänger
101: Öffnung
102: Querträger
M: Mittelachse
H₁: Hebelarm
H₂: Hebelarm
F: Spalt
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1321317 B1 [0004]

Claims

Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem vom Fahrzeug abnehmbaren Kupplungskugelträger (2), der an einem Ende eine Kupplungskugel (3) trägt und an dem gegenüber liegenden Ende einen in eine fahrzeugfeste Einsteckhülse (5) einsteckbaren Einsteckabschnitt (4) aufweist, der in seiner Einsteckstellung über ein Verriegelungselement (6) in der Einsteckhülse (5) verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) in der Verriegelungsstellung einen Formschluss gegenüber dem Einsteckabschnitt (4) bildet und eine Anpresskraft auf den Einsteckabschnitt (4) ausübt.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) einen Riegel (6.1) aufweist, der formschlüssig in eine korrespondierend gestaltete Ausnehmung (4.2) des Einsteckabschnitts (4) eingreift.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) ein in Richtung des Einsteckabschnitts (4) federbelastetes, insbesondere kugel- oder teilkugelförmiges, Formteil (6.2) aufweist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (6.2) in einer korrespondierend gestalteten, insbesondere nach Art einer Kugelpfanne gestalteten, Ausnehmung (4.3) des Einsteckabschnitts (4) anliegt.
Anhängevorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (6.2) in einer Öffnung (6.3) des Riegels (6.1) angeordnet ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (6.3) verriegelungsseitig eine Verengung (6.5) aufweist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (6.2) konzentrisch zur Achse des Riegels (6.1) angeordnet ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (4.2) zum Eingriff des Riegels (6.2) und die Ausnehmung (4.3) zur Anlage des Formteils (6.2) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Anhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) zur Verriegelung mit dem Einsteckabschnitt (4) in einer zur Achse des Einsteckabschnitts (4) im Wesentlichen radialen Richtung bewegbar ist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (6.1) in einer zur Achse des Einsteckabschnitts (4) im Wesentlichen radialen Richtung bewegbar ist und/oder dass das Formteil (6.2) in einer zur Achse des Einsteckabschnitts (4) im Wesentlichen radialen Richtung federbelastet ist.
Anhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (6.2) über ein innerhalb des Riegels (6.1) angeordnetes Federelement (6.4), insbesondere ein Tellerfederpaket, federbelastet ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsteckabschnitt (4) in der Einsteckstellung unter dem Einfluss einer der über das Verriegelungselement (6) ausgeübten Anpresskraft über mindestens zwei Widerlager (7) an der Einsteckhülse (5) anliegt.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager (7) durch Vorsprünge an der Einsteckhülse (5) und/oder dem Einsteckabschnitt (4) gebildet werden.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager (7) in korrespondierend gestaltete Ausnehmungen (4.1) des Einsteckabschnitts (4) und/oder der Einsteckhülse (5) eingreifen.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung der Widerlager (7) größer ist als jene der Ausnehmungen (4.1).
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Widerlager (7) parallel zur Mittelachse (M) der Einsteckhülse (5) an deren innerer Mantelfläche (5.1) erstrecken.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager (7) eine längliche Form haben.
Anhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) über eine hebelbetätigbare Anpressvorrichtung (10) in eine Verriegelungsstellung überführbar ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) in einer Lagebuchse (11) axial beweglich und drehbar gelagert ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) an seinem dem Verriegelungsende gegenüber liegenden Ende mit dem Hebel (12) der Anpressvorrichtung (11) verbunden ist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) mit der Lagerbuchse (11) über eine Axialkopplung (13) derart gekoppelt ist, dass eine aus einer Schwenkbewegung des Hebels (12) resultierende Drehbewegung des Verriegelungselements (6) auch eine Axialbewegung des Verriegelungselements (6) bewirkt.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkopplung (13) durch einen in einen schräg verlaufenden Schlitz (13.1) der Lagerbuchse (11) eingreifenden Bolzen (13.2) gebildet wird.
Anhängekupplung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (13.1) ein gegenüber dem übrigen Schlitzverlauf abgewinkeltes Schlitzende (13.3) aufweist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) ein mit dem Verriegelungselement (6) verbundenes Hebellager (20) und eine innerhalb des Hebellagers (20) bewegbare Hebelstange (21) aufweist, die wahlweise in eine Hebelstellung oder Ruhestellung bewegbar ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) in der Hebelstellung einen ersten Hebelarm (H₁) und in der Ruhestellung einen demgegenüber verkürzten, zweiten Hebelarm (H₂) aufweist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhestellung die Hebelstange (21) über ein Sicherungselement (23), vorzugsweise ein federndes Sicherungselement, lagegesichert ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) infolge einer Betätigung des Sicherungselements (23) unter dem Einfluss der Schwerkraft selbsttätig aus der Ruhestellung in die Hebelstellung gleitet.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) in der Ruhestellung durch eine Öffnung (24) eines fahrzeugfesten Halteelements (23) hindurch geführt ist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) eine Ausnehmung (25), vorzugsweise eine umlaufende Ringnut, aufweist, in welche das Sicherungselement (23) eingreift.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) eine Einführschräge (26) aufweist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) einen Griff (27), insbesondere in einer Signalfarbe, aufweist.
Anhängevorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (22) nach Art eines doppelten Hebels gestaltet ist, dessen erster Hebelarm (22.1) zur Lagesicherung der Hebelstange (21) dient und dessen anderer Hebelarm (22.2) zum Lösen des Sicherungselements (22) dient, wozu der zweite Hebelarm (22.2) vorzugsweise einen Betätigungsabschnitt (28) aufweist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (22) an dem Halteelement (23) schwenkbar angelenkt ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des ersten Hebelarms (22.1) derart lagegesichert ist, dass sich der erste Hebelarm (22.1) bei Betätigung des zweiten Hebelarms (22.2) elastisch verbiegt und anschließend selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückfedert.
Anhängevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelstange (21) erst nach erfolgter Verriegelung des Verriegelungselements (6) in die Ruhestellung überführbar ist.
Anhängevorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkopplung (13) derart ausgebildet ist, dass diese ein Überführen der Hebelstange (21) in die Ruhestellung erst nach erfolgter Verriegelung des Verriegelungselements (6) frei gibt.