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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbolzenelement für eine Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine solche Kupplungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.
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Eine solche Kupplungseinrichtung ist z. B. in Form einer Anhängerkupplung zum Ankuppeln eines Anhängers an einen Lastkraftwagen aus der
DE 38 10 360 A1 bekannt und ebenso ein Kupplungsbolzenelement. Das Kupplungsbolzenelement nach diesem Stand der Technik umfasst dabei einen an einem Kupplungsmaul einsteckbaren Kupplungsbolzen, welcher mit einem Betätigungsarm fest verbunden ist. Zum Ankuppeln wird dabei der Kupplungsbolzen zunächst von dem Kupplungsmaul entfernt und ein Kupplungsauge einer Deichsel des Anhängers in das Kupplungsmaul hineinbewegt. Im Anschluss daran wird der Kupplungsbolzen wieder in das Kupplungsmaul hinein- und im Zuge dessen durch das Kupplungsauge hindurch gesteckt, so dass der Anhänger über das Kupplungsauge und den Kupplungsbolzen formschlüssig mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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Herkömmlicherweise werden zur Sicherung des Kupplungsbolzens aufwändige und teure Sperrvorrichtungen verwendet, mittels welchen vermieden werden kann, dass sich der Kupplungsbolzen unerwünschter Weise aus dem Kupplungsmaul herausbewegt und/oder sich unkontrolliert relativ zu diesem bewegt. Dadurch können beispielsweise auch unerwünschte Geräusche vermieden werden. Die Sicherung des Bolzens kann dabei sowohl beim Schleppen des Anhängers als auch dann verwendet werden, wenn der Anhänger nicht mit dem Fahrzeug gekoppelt ist.
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Während des Schleppens eines Anhängers wirken Umschlingungs- und Reibkräfte über den gesicherten Bolzen auf die Sperrvorrichtung, welche daher entsprechend belastbar ausgestaltet werden muss. Während diese Kräfte an einer oben beschriebenen Anhängekupplung beim Ziehen eines Anhängers oder auch am Koppelmaul eines Frontquerträgers beim Abschleppen mittels einer Deichsel oder Abschleppstange aufgrund der dabei wirkenden Punktlast vergleichsweise moderat sind, sind die auftretenden Umschlingungs- und Reibkräfte (insbesondere Rotationskräfte) beim Abschleppen mittels eines Abschleppseiles aufgrund der dabei wirkenden Flächenlast wesentlich höher. Um auch solchen Kräften standhalten zu können, muss eine übliche Sperrvorrichtung besonders massiv ausgestaltet werden. Dies führt zu einem hohen Gewicht und zu hohen Kosten der Sperrvorrichtung.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kupplungsbolzenelement sowie eine Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders gewichts- und kostengünstige Sicherung des Kupplungsbolzens realisiert ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kupplungsbolzenelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Kupplungsbolzenelement zu schaffen, welches eine besonders einfache, gewichts- und kostengünstige Sicherung des Kupplungsbolzens erlaubt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Betätigungsarm um eine Achse, insbesondere eine Mittelachse, des Kupplungsbolzens drehbar mit diesem verbunden ist. Mit anderen Worten ist der Betätigungsarm vom Kupplungsbolzen rotationsentkoppelt, wodurch eine Sicherung des Kupplungsbolzens über den Betätigungsarm möglich ist, bei der insbesondere beim Schleppen eines Anhängers mittels Abschleppseil wirkende Umschlingungs- und Reibkräfte nicht auf den Betätigungsarm übertragen werden.
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Hierdurch kann beispielsweise ein Sperrelement zur Sicherung des Betätigungsarms bzw. des Kupplungsbolzens besonders gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden, da es auch beim Schleppen eines Anhängers mittels Abschleppseil nicht zu einer übermäßigen Belastung des Sperrelements kommt. Gleichzeitig ist es auf einfache Weise möglich, den Kupplungsbolzen über den Betätigungsarm zu sichern und so beispielsweise ein Klappern und daraus resultierende Klappergeräusche des Kupplungsbolzens zu vermeiden.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsbolzenelement beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise für die Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 4.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Perspektivansicht auf eine Kupplungseinrichtung für ein Nutzfahrzeug, mit einem Kupplungsmaul und mit einem Kupplungsbolzen, welcher mit einem Betätigungsarm zum Handhaben des Kupplungsbolzens versehen ist, wobei der Betätigungsarm mit dem Kupplungsbolzen rotationsentkoppelt ist;
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2 eine schematische Perspektivansicht auf den separat vom Kupplungsbolzen ausgebildeten Betätigungsarm;
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3 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht auf ein den Kupplungsbolzen und den Betätigungsarm umfassendes Kupplungsbolzenelement der Kupplungseinrichtung;
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4 eine schematische Perspektivansicht auf das Kupplungsbolzenelement;
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5 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht auf die Kupplungseinrichtung; und
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6 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht durch das Kupplungsbolzenelement.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Kupplungseinrichtung 10 für ein Nutzfahrzeug, beispielsweise einen Lastkraftwagen, mit einem Kupplungsmaul 12, das an einem Querträger 14 eines nicht weiter erkennbaren Rahmens des Nutzfahrzeugs befestigt ist. Der Querträger 14 ist dabei beidenends mit einem jeweiligen Längsträger des Rahmens verbunden.
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Das Kupplungsmaul 12 weist eine Aufnahme 16 auf, in welcher ein Kupplungsauge einer Deichsel eines Anhängers oder auch ein Abschleppseil aufnehmbar sind. Somit kann die Kupplungseinrichtung 10 als Anhängerkupplung verwendet werden. Die Kupplungseinrichtung 10 kann jedoch auch zum Kuppeln bzw. Koppeln eines anderen Fahrzeugs mit dem Nutzkraftwagens verwendet werden, um eines der Fahrzeuge insbesondere mit einem Abschleppseil abzuschleppen.
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Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst auch ein Kupplungsbolzenelement 18 mit einem Kupplungsbolzen 20, dessen Längserstreckungsrichtung mit der Fahrzeughochrichtung des Nutzfahrzeugs zusammen fällt. Das Kupplungsmaul 12 weist zwei in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandete und mit dem Kupplungsbolzen 20 korrespondierende Aufnahmeöffnungen 22, 24 auf, welche beispielsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Der Kupplungsbolzen 20 kann dabei in Fahrzeughochrichtung in die Aufnahmeöffnungen 22, 24 – in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung formschlüssig – eingesteckt werden.
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Um den Anhänger bzw. ein anderes Fahrzeug mit dem Nutzfahrzeug zu koppeln, wird der Kupplungsbolzen 20 zunächst vom Kupplungsmaul 12 entfernt. Hierzu wird der Kupplungsbolzen 20 in Fahrzeughochrichtung nach oben ausgezogen. Im Anschluss daran wird das Kupplungsauge (oder ein Abschleppseil) in der Aufnahme 16 angeordnet, wonach der Kupplungsbolzen 20 wieder in Fahrzeughochrichtung nach unten durch die Aufnahmeöffnungen 22, 24 hindurch gesteckt wird, wobei er auch durch das Kupplungsauge hindurch gesteckt wird. Somit ist der Anhänger über das Kupplungsauge formschlüssig mit dem Kupplungsbolzen 20 und über diesen und das Kupplungsmaul 12 formschlüssig mit dem Nutzfahrzeug gekoppelt. Dadurch kann der Anhänger mittels des Nutzfahrzeugs geschleppt und gedrückt werden. Alternativ zur Deichsel kann auch eine Abschleppstange oder ein Abschleppseil verwendet werden, um das Fahrzeug mit dem Nutzfahrzeug über den Kupplungsbolzen 20 zu koppeln. Somit kann die Kupplungseinrichtung 10 auch als Abschleppvorrichtung verwendet werden, um andere Fahrzeuge zu schleppen bzw. abzuschleppen.
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Zum Handhaben und insbesondere zum Verschieben des Kupplungsbolzens 20 umfasst das Kupplungsbolzenelement 18 auch einen Betätigungsarm 26, der um eine Achse, insbesondere eine Mittelachse, des Kupplungsbolzens 20 drehbar mit diesem verbunden ist. Der Betätigungsarm 26 ist demzufolge separat von dem Kupplungsbolzen 20 ausgebildet. Der Kupplungsbolzen 20 und der Betätigungsarm 26 sind jeweils aus einem metallischen Werkstoff gebildet, wobei der Betätigungsarm 26, welcher auch als Griff bezeichnet wird, als Blechbiegeteil ausgebildet ist. In einem Teilbereich 28, welcher sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kupplungsbolzens 20 erstreckt, ist der Betätigungsarm 26 mit einem Kunststoff 30 beschichtet. Die Kunststoffbeschichtung wird beispielsweise derart ausgebildet, dass der Teilbereich 28 in ein Kunststoffbad getaucht wird.
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Wie insbesondere aus 3, 4 und 6 erkennbar ist, ist der Betätigungsarm 26 in einer Nut 32 aufgenommen, welche in Längserstreckungsrichtung des Kupplungsbolzens 20 einerseits des Betätigungsarms 26 durch den Kupplungsbolzen 20 und andererseits durch ein Begrenzungselement vorliegend in Form einer Unterlegscheibe 34 begrenzt ist. Die ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff gebildete Unterlegscheibe 34 ist dabei mit dem Kupplungsbolzen 20 stoffschlüssig verbunden. Vorliegend ist die Unterlegscheibe 34 mit dem Kupplungsbolzen 20 verschweißt.
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Wie aus 6 erkennbar ist, weist der Kupplungsbolzen 20 in dessen Längserstreckungsrichtung aufeinander folgende Stufen 36, 38 auf, wobei die Stufe 36 einen größeren Durchmesser aufweist als die Stufe 38. Die Stufe 36 ist in einer besonders gut aus 2 erkennbaren Durchgangsöffnung 40 des Betätigungsarms 26 aufgenommen, so dass der Betätigungsarm 26 mit dem Kupplungsbolzen 20 in radialer Richtung des Kupplungsbolzens 20 formschlüssig verbunden ist. Die Unterlegscheibe 34 weist eine Aufnahmeöffnung 42 mit einem Innendurchmesser auf, welcher geringer ist als der Außendurchmesser der Stufe 36. Dadurch liegt die Unterlegscheibe 34 in Längserstreckungsrichtung des Kupplungsbolzens 20 auf der Stufe 36 auf, wobei die Stufe 38 in der Aufnahmeöffnung 42 angeordnet ist. Aus 6 ist eine Schweißnaht 44 erkennbar, welche durch Verschweißen der Unterlegscheibe 34 mit dem Kupplungsbolzen 20 über die Stufe 38 entsteht.
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Der Betätigungsarm 26 ist somit in Längserstreckungsrichtung des Kupplungsbolzens 20, d. h. in Fahrzeughochrichtung mit dem Kupplungsbolzen 20 formschlüssig gekoppelt. Ferner ist der Betätigungsarm 26 in radialer Richtung des Kupplungsbolzens 20, d. h. in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung formschlüssig mit dem Kupplungsbolzen 20 gekoppelt. Jedoch ist der Betätigungsarm 26 von dem Kupplungsbolzen 20 rotationsentkoppelt. Mit anderen Worten ist – wie in 4 durch Richtungspfeile angedeutet ist – der Betätigungsarm 26 um eine mit der Längserstreckungsrichtung des Kupplungsbolzens 20 zusammenfallende Achse relativ zu dem Kupplungsbolzen 20 drehbar. Bei dieser Achse handelt es sich vorliegend um die Mittelachse des Kupplungsbolzens 20. Der Betätigungsarm 26 ist somit in der Nut 32 drehbar auf dem Kupplungsbolzen 20 geführt.
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Infolge der Kopplung des Betätigungsarms 26 mit dem Kupplungsbolzen 20 kann der Kupplungsbolzen 20 über den Betätigungsarm 26 besonders einfach und komfortabel gehandhabt werden, wobei der Kupplungsbolzen 20 relativ zum Kupplungsmaul 12 verschoben werden kann. Da der Kupplungsbolzen 20 jedoch vom Betätigungsarm 26 rotationsentkoppelt ist, können beispielsweise beim Schleppen des Anhängers auf den Kupplungsbolzen 20 insbesondere in dessen Umfangsrichtung wirkende Umschlingungs- und Reibkräfte nicht auf den Betätigungsarm 26 übertragen werden. In der Folge kann der Kupplungsbolzen 20 über dem Betätigungsarm 26 auf besonders einfache, kosten- und gewichtsgünstige Weise gesichert werden, wie im Folgenden erläutert wird.
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Im Vergleich zur Verwendung einer Deichsel oder einer Abschleppstange, bei denen eine Punktlast auf den Kupplungsbolzen 20 wirkt, wirkt bei der Verwendung eines Abschleppseils eine Flächenlast auf den Kupplungsbolzen 20. Somit kommt es bei der Verwendung eines Abschleppseils zu wesentlichen höheren, auf den Kupplungsbolzen 20 vom Abschleppseil wirkenden Umschlingungs- und Reibkräften.
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Zur Sicherung des Kupplungsbolzens 20 in dem Kupplungsmaul 12 ist ein besonders gut aus 5 erkennbares Federelement 46 vorgesehen. Das Federelement 46 ist vorliegend mittels eines Blindniets 48 am Querträger 14 befestigt.
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Wie ferner besonders gut aus 5 erkennbar ist, weist der Betätigungsarm 26 eine Rastaufnahme in Form einer Durchgangsöffnung 50 auf. Das Federelement 46 weist eine mit der Durchgangsöffnung 50 korrespondierende Rastnase 52 auf, welche in einer Sperrstellung des Betätigungsarms 26 federnd in die Durchgangsöffnung 50 (Rastaufnahme) eingreift. Der Betätigungsarm 26 ist – wenn die Rastnase 52 nicht in die Durchgangsöffnung 50 eingreift – zwischen der Sperrstellung und wenigstens einer Freigabestellung um die genannte Achse drehbar. Wird der Betätigungsarm 26 um die Achse gedreht, so dreht sich der Kupplungsbolzen 20 nicht mit. Dennoch ist der Kupplungsbolzen 20 infolge der axialen und radialen Kopplung mit dem Betätigungsarm 26 über diesen mittels des Federelements 46 zu sichern. Greift die Rastnase 52 in die korrespondierende Durchgangsöffnung 50 ein, so ist der Betätigungsarm 26 in der Sperrstellung gesichert.
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Befindet sich der Betätigungsarm 26 in seiner Sperrstellung, wobei das Federelement 46 über die Rastnase 52 in die Durchgangsöffnung 50 eingreift, so werden der Betätigungsarm 26 und über diesen der Kupplungsbolzen 20 infolge ihrer Kopplung in Fahrzeughochrichtung nach oben gedrückt. Die Nut 32 ist dabei so ausgelegt, dass durch die mittels des Federelements 46 bewirkte und über den Betätigungsarm 26 auf den Kupplungsbolzen 20 wirkende Federkraftbeaufschlagung der Kupplungsbolzen 20 selbst im Kupplungsmaul 12 mit diesem verklemmt wird. Hierdurch können ein Klappern des Kupplungsbolzens 20 sowie daraus resultierende Klappergeräusche vermieden werden. Somit ist eine Verriegelungsfunktion zum Sichern des Bolzens im Kupplungsmaul 12 zumindest teilweise in dem Betätigungsarm 26 integriert.
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Wie besonders gut aus 2, 3 und 6 erkennbar ist, weist der Betätigungsarm 26 ein einstückig mit diesem ausgebildetes Verriegelungselement in Form einer Blechnase 54 auf, mittels welcher der Betätigungsarm 26 und über diesen der Kupplungsbolzen 20 in Fahrzeughochrichtung gesichert wird. Wie aus 1 und 5 erkennbar ist, ist die Blechnase 54 in der Sperrstellung des Betätigungsarms 26 in Fahrzeughochrichtung nach oben durch einen Obergurt 56 des Querträgers 14 überdeckt. Dadurch kann das Kupplungsbolzenelement 18 nicht in Fahrzeughochrichtung nach oben relativ zum Kupplungsmaul 12 verschoben und somit aus dem Kupplungsmaul 12 herausbewegt werden.
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Um den Kupplungsbolzen 20 aus dem Kupplungsmaul 12 herauszubewegen, wird der Betätigungsarm 26 beispielsweise um 90° um die genannte Achse bezogen auf 5 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass die Blechnase 54 nicht mehr in Fahrzeughochrichtung nach oben durch den Obergurt 56 überdeckt ist. In der Folge kann der Kupplungsbolzen 20 über den Betätigungsarm 26 in Fahrzeughochrichtung nach oben aus dem Kupplungsmaul 12 herausgezogen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungseinrichtung
- 12
- Kupplungsmaul
- 14
- Querträger
- 16
- Aufnahme
- 18
- Kupplungsbolzenelement
- 20
- Kupplungsbolzen
- 22
- Aufnahmeöffnung
- 24
- Aufnahmeöffnung
- 26
- Betätigungsarm
- 28
- Teilbereich
- 30
- Kunststoff
- 32
- Nut
- 34
- Unterlegscheibe
- 36
- Stufe
- 38
- Stufe
- 40
- Durchgangsöffnung
- 42
- Aufnahmeöffnung
- 44
- Schweißnaht
- 46
- Federelement
- 48
- Blindniet
- 50
- Durchgangsöffnung
- 52
- Rastnase
- 54
- Blechnase
- 56
- Obergurt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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