DE102015202075B4

DE102015202075B4 - Swivel module of a trailer coupling

Info

Publication number: DE102015202075B4
Application number: DE102015202075.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Stratmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2035-02-06
Also published as: DE102015202075A1

Abstract

Schwenkmodul (1) einer Anhängerkupplung, welches motorisch antreibbar, zwischen einer Ruhe- und einer Betriebsposition verstellbar und mindestens in der Betriebsposition verriegelbar ist, umfassend ein mit einem Kupplungshaken verbundenes, dreh- und kippbares Gehäuse (4, 104), einen eine Längsbohrung (5, 105) mit einer Längsachse (a) aufweisenden Kugelzapfen (3,103), welcher gelenkig mit dem Gehäuse (4, 104) verbunden ist, eine in der Längsbohrung (5, 105) längs beweglich angeordnete Spindel (6, 106) mit Bewegungsgewinde sowie einen in der Längsbohrung (5, 105) angeordneten, mit der Spindel (6, 106) gekoppelten Sperrbolzen (7, 107), eine in das Bewegungsgewinde der Spindel (6, 106) eingreifende Spindelmutter (9, 109), wobei die Spindel (6, 106) und die Spindelmutter (9, 109) einen Spindelantrieb bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindel (6) oder dem Sperrbolzen (107) durch eine Zwangsführung (10, 11; 110, 111, 112) eine schraubenförmige Bewegung aufgeprägt und dass die Drehbewegung der Spindel (6) oder des Sperrbolzens (107) mittelbar auf das Gehäuse (4, 104) übertragbar ist.Pivoting module (1) of a trailer coupling, which can be driven by a motor, is adjustable between a rest position and an operating position and can be locked at least in the operating position, comprising a rotatable and tiltable housing (4, 104) connected to a coupling hook, a longitudinal bore (5 , 105) with a longitudinal axis (a) having ball stud (3,103) which is articulated to the housing (4, 104), a spindle (6, 106) arranged to be longitudinally movable in the longitudinal bore (5, 105) with movement thread and a locking bolt (7, 107) arranged in the longitudinal bore (5, 105) and coupled to the spindle (6, 106), a spindle nut (9, 109) engaging in the movement thread of the spindle (6, 106), the spindle (6 , 106) and the spindle nut (9, 109) form a spindle drive, characterized in that a helical movement is impressed on the spindle (6) or the locking bolt (107) by a forced guide (10, 11; 110, 111, 112) and that the rotary motion ung the spindle (6) or the locking bolt (107) can be transferred indirectly to the housing (4, 104).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkmodul einer Anhängerkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bekannt durch die DE 10 2012 216 794 A1 der Anmelderin.The invention relates to a swivel module of a trailer coupling according to the preamble of the patent claim 1 , made famous by the DE 10 2012 216 794 A1 of the applicant.

Durch die DE 10 2012 216 794 A1 bzw. die korrespondierende EP 2 711 210 A2 der Anmelderin wurde ein Kugelschwenkmodul, auch kurz Schwenkmodul genannt, für eine Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Schwenkmodul ist einerseits über einen so genannten Verbinder mit einem Querträger des Kraftfahrzeuges und andererseits mit einem Kugel- oder Kupplungshaken verbunden. Das Schwenkmodul umfasst einen ortsfest, d. h. in einer Bohrung des Verbinders fest angeordneten Kugelzapfen, welcher ein motorisch angetriebenes, dreh- und kippbares Gehäuse, an welchem der Kugelhaken befestigt ist, trägt. Der Antrieb des Gehäuses, d. h. der Schwenkantrieb umfasst eine achsparallel zur Längsachse des Kugelzapfen angeordnete, den Verbinder durchsetzende Antriebswelle mit einer Antriebsverzahnung, welche in ein drehbar auf dem Kugelzapfen gelagertes Zahnrad eingreift. Das Zahnrad ist außerhalb des Verbinders auf dessen dem Gehäuse zugewandten Seite angeordnet und weist einen Mitnehmerstift auf, welcher die Drehbewegung des Zahnrades auf das Gehäuse überträgt und somit eine überlagerte Dreh- und Kippbewegung bewirkt. Zur Kinematik der Dreh- und Kippbewegung wird auf die EP 2 281 124 B1 der Anmelderin verwiesen. Das bekannte Schwenkmodul weist ferner eine Verriegelungseinrichtung auf, welche über einen gesonderten (einen zweiten) Antrieb betätigbar ist. Die Verriegelungseinrichtung umfasst einen innerhalb des Kugelzapfens längs beweglich angeordneten Sperrbolzen, in welchen Verriegelungselemente, vorzugsweise als Kugeln ausgebildet, eingreifen. Der Sperrbolzen wird über einen Spindelantrieb betätigt, d. h. zur Entriegelung in Längsrichtung nach außen gezogen und in Verriegelungsrichtung nach innen gedrückt. Der Spindelantrieb umfasst eine ein Bewegungsgewinde aufweisende Spindel sowie eine auf dem Kugelzapfen gelagerte Spindelmutter, welche in das Bewegungsgewinde eingreift. Die Spindel wird durch einen in einer Nut geführten Querstift am Verdrehen gehindert, sodass bei einer Drehbewegung der Spindelmuter eine Längsbewegung der Spindel in beiden Richtungen erzeugt werden kann. Insgesamt weist das bekannte Schwenkmodul somit zwei Antriebe auf, nämlich einen ersten Antrieb für das Verschwenken (eine Dreh- und Kippbewegung) und einen zweiten Antrieb für das Ent- und Verriegeln des Kugelzapfens gegenüber dem Gehäuse.Through the DE 10 2012 216 794 A1 or the corresponding EP 2 711 210 A2 a ball swivel module, also called swivel module for short, for a trailer coupling of a motor vehicle was known to the applicant. The swivel module is connected, on the one hand, to a cross member of the motor vehicle via a so-called connector and, on the other hand, to a ball or coupling hook. The swivel module comprises a stationary ball pin, that is to say fixedly arranged in a bore of the connector, which carries a motor-driven, rotatable and tiltable housing to which the ball hook is attached. The drive of the housing, ie the swivel drive, comprises a drive shaft which is arranged axially parallel to the longitudinal axis of the ball stud and penetrates the connector and has drive teeth which mesh with a gear wheel rotatably mounted on the ball stud. The gear is arranged outside of the connector on its side facing the housing and has a driving pin which transmits the rotational movement of the gear to the housing and thus effects a superimposed rotating and tilting movement. For the kinematics of the rotating and tilting movement, the EP 2 281 124 B1 referred to the applicant. The known swivel module also has a locking device which can be actuated via a separate (second) drive. The locking device comprises a locking pin which is arranged longitudinally movably within the ball stud and in which locking elements, preferably designed as balls, engage. The locking pin is actuated via a spindle drive, ie pulled outward in the longitudinal direction for unlocking and pushed inward in the locking direction. The spindle drive comprises a spindle having a movement thread and a spindle nut mounted on the ball stud, which engages in the movement thread. The spindle is prevented from rotating by a transverse pin guided in a groove, so that when the spindle nut rotates, a longitudinal movement of the spindle can be generated in both directions. Overall, the known swivel module thus has two drives, namely a first drive for swiveling (a rotating and tilting movement) and a second drive for unlocking and locking the ball stud with respect to the housing.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwenkmodul der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere einfacher und weniger komplex auszubilden.It is the object of the present invention to further improve a swivel module of the type mentioned at the beginning, in particular to make it simpler and less complex.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object of the invention is achieved by the features of the patent claim 1 solved. Advantageous configurations result from the subclaims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Spindel oder dem Sperrbolzen durch eine Zwangsführung eine schraubenförmige Bewegung aufgeprägt und dass die Drehbewegung der Spindel oder des Sperrbolzens mittelbar auf das Gehäuse übertragbar ist. Infolge der Zwangsführung werden nach einer ersten Alternative die Spindel oder nach einer zweiten Alternative der Sperrbolzen in eine Drehbewegung - als Komponente der schraubenförmigen Bewegung - versetzt, welche für den Drehantrieb des Gehäuses und damit für das Verschwenken des Kupplungshakens genutzt wird. Die Übertragung der Drehbewegung von der Spindel oder dem Sperrbolzen erfolgt durch geeignete Übertragungselemente, d. h. mittelbar. Der gesamte Drehantrieb für das Gehäuse ist im Inneren des Kugelzapfens angeordnet und beansprucht somit keinen zusätzlichen Bauraum.According to the invention it is provided that the spindle or the locking bolt is impressed with a helical movement by a forced guidance and that the rotary movement of the spindle or the locking bolt can be transmitted indirectly to the housing. As a result of the forced guidance, according to a first alternative, or according to a second alternative, the locking pin is set in a rotary movement - as a component of the helical movement - which is used for the rotary drive of the housing and thus for pivoting the coupling hook. The transmission of the rotary movement from the spindle or the locking bolt is carried out by suitable transmission elements, i. H. indirectly. The entire rotary drive for the housing is arranged inside the ball stud and therefore does not require any additional installation space.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zwangsführung eine ortsfest angeordnete, schraubenförmig ausgebildete Kulissenbahn sowie ein an der Spindel oder dem Sperrbolzen befestigtes, in der Kulissenbahn geführtes Führungselement. Bei der ersten Variante ist das Führungselement, vorzugsweise ein zylinderförmiger und quer zur Spindel oder dem Sperrbolzen angeordneter Führungsstift an der Spindel befestigt und greift in die ortsfest angeordnete Kulissenbahn ein, welche sich außerhalb des Kugelzapfens befinden kann. Nach der zweiten Variante ist das Führungselement am Sperrbolzen befestigt, der von einer ortsfest, d. h. mit dem Kugelzapfen verbundenen Kulissenbahn umschlossen ist. Bei einer Längsbewegung der Spindel durch den Antrieb über die Spindelmutter wird somit entweder der Spindel oder dem Sperrbolzen neben der Längsbewegung eine Drehbewegung erteilt.According to a preferred embodiment, the forced guidance comprises a fixedly arranged, screw-shaped slide track as well as a guide element which is attached to the spindle or the locking bolt and guided in the slide track. In the first variant, the guide element, preferably a cylindrical guide pin arranged transversely to the spindle or the locking bolt, is fastened to the spindle and engages in the fixedly arranged slide track, which can be located outside the ball stud. According to the second variant, the guide element is attached to the locking pin, which is fixed by a stationary, d. H. is enclosed with the ball stud connected slide track. With a longitudinal movement of the spindle by the drive via the spindle nut, either the spindle or the locking bolt is given a rotary movement in addition to the longitudinal movement.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche die erste Variante betrifft, ist die Spindel über ein Torsionselement mit dem Gehäuse verbunden. Damit wird die Drehbewegung der Spindel auf das Gehäuse übertragen, wodurch die aus dem Stand der Technik bekannte Dreh- und Kippbewegung eingeleitet wird. Das Torsionselement ist koaxial und in Verlängerung zur Spindel angeordnet und durchsetzt den Sperrbolzen. Damit wird ein im Inneren, d. h. auf der Längsachse des Kugelzapfens und der Spindel angeordneter Drehantrieb für das Gehäuse realisiert. Dieser Drehantrieb nimmt somit keinen zusätzlichen Bauraum ein und ist völlig geschützt angeordnet.According to a further preferred embodiment, which relates to the first variant, the spindle is connected to the housing via a torsion element. The rotational movement of the spindle is thus transmitted to the housing, whereby the rotational and tilting movement known from the prior art is initiated. The torsion element is arranged coaxially and in extension to the spindle and penetrates the locking bolt. This creates an inside, i.e. H. Realized on the longitudinal axis of the ball stud and the spindle arranged rotary drive for the housing. This rotary drive therefore does not take up any additional installation space and is arranged in a completely protected manner.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Torsionselement eine Mitnehmerwelle mit einem ersten Ende, welches drehfest, jedoch längs beweglich in der Spindel, vorzugsweise in einem in der Spindel angeordneten Sackloch aufgenommen ist. Die Drehbewegung der Spindel wird somit formschlüssig, beispielsweise über einen Vier- oder Sechskant auf die Mitnehmerwelle übertragen, welche jedoch in Längsrichtung innerhalb des Sackloches längs verschiebbar ist; dieser Freiheitsgrad ist wegen der Kippbewegung des Kugelzapfens gegenüber dem Gehäuse notwendig.According to a further preferred embodiment, the torsion element comprises a Driving shaft with a first end, which is held in the spindle in a rotationally fixed but movable lengthways, preferably in a blind hole arranged in the spindle. The rotational movement of the spindle is thus positively transmitted, for example via a square or hexagon, to the driver shaft, which, however, is longitudinally displaceable within the blind hole; this degree of freedom is necessary because of the tilting movement of the ball stud relative to the housing.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Torsionselement ferner ein flexibles Element, welches mit der im Prinzip starren Mitnehmerwelle verbunden ist. Das flexible Element ist vorzugsweise im Bereich zwischen dem Kugelzapfen und dem Boden des Gehäuses angeordnet, d. h. dort, wo die Kippbewegung zwischen Kugelzapfen und Gehäuse stattfindet. Das nicht mit der Mitnehmerwelle verbundene Ende des flexiblen Elements ist drehfest mit dem Boden des Gehäuses, d. h. dessen Drehzentrum verbunden, sodass die Drehbewegung, vorzugsweise kraftschlüssig mittels eines Presssitzes auf das Gehäuse übertragen wird. Das flexible Element kann als flexible Welle oder als Kreuzgelenk ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment, the torsion element further comprises a flexible element which is connected to the, in principle, rigid driving shaft. The flexible element is preferably arranged in the area between the ball stud and the bottom of the housing, i. H. where the tilting movement takes place between the ball stud and the housing. The end of the flexible element not connected to the drive shaft is non-rotatably connected to the bottom of the housing, i. H. whose center of rotation is connected so that the rotary movement is transmitted to the housing, preferably in a non-positive manner, by means of a press fit. The flexible element can be designed as a flexible shaft or as a universal joint.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Kulissenbahn drei unterschiedliche Abschnitte auf, wobei ein erster Abschnitt als Entriegelungsbereich, ein zweiter Abschnitt als Schwenkbereich und ein dritter Abschnitt als Fixierbereich ausgebildet sind. Die Kulissenbahn im Entriegelungsbereich verläuft in axialer Richtung, d. h. in Längsrichtung der Spindel, sodass der Spindel keine Drehbewegung, sondern nur eine reine Längsbewegung erteilt wird. Dabei wird der Sperrbolzen aus seiner Verriegelungsposition heraus- und in eine Entriegelungsposition hineingezogen. Die Kulissenbahn im Schwenkbereich umfasst einen sich über 180 Grad, d. h. den halben Umfang erstreckenden schraubenförmigen Abschnitt, d. h. der Spindel wird zusätzlich zu ihrer Längsbewegung eine Drehbewegung von 180 Grad aufgezwungen. Diese halbe Drehung wird infolge des Torsionselementes auf das Gehäuse übertragen, welches den Schwenkvorgang ausführt. Der Fixierbereich ist durch eine axial verlaufende Kulissenbahn gekennzeichnet, sodass eine Drehung der Spindel und damit auch des Gehäuses mit dem Kupplungshaken verhindert wird.According to a further preferred embodiment, the slide track has three different sections, a first section being designed as an unlocking area, a second section as a pivoting area and a third section being designed as a fixing area. The slide track in the unlocking area runs in the axial direction, d. H. in the longitudinal direction of the spindle, so that the spindle is not given a rotary movement, but only a pure longitudinal movement. The locking pin is pulled out of its locking position and into an unlocking position. The slide track in the swivel area encompasses a 180 degree angle, i.e. H. helical portion extending half the circumference, d. H. In addition to its longitudinal movement, the spindle is forced to rotate 180 degrees. This half rotation is transmitted to the housing as a result of the torsion element, which carries out the pivoting process. The fixing area is characterized by an axially running gate track, so that rotation of the spindle and thus also of the housing with the coupling hook is prevented.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kulissenbahn als in ein Rohrstück eingearbeitete Nut ausgebildet. Das ortsfest angeordnete Rohrstück umschließt den über die Spindelmutter hinaus stehenden Abschnitt der Spindel mit dem Führungselement, welches vorzugsweise als in der Nut geführter quer zur Spindel verlaufender Führungsstift ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment, the slide track is designed as a groove machined into a piece of pipe. The fixedly arranged pipe section encloses the section of the spindle projecting beyond the spindle nut with the guide element, which is preferably designed as a guide pin which is guided in the groove and extends transversely to the spindle.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche die zweite Variante betrifft, ist der Sperrbolzen als Torsionselement ausgebildet, und die Zwangsführung ist unmittelbar im Bereich des Sperrbolzens und der Längsbohrung angeordnet. Bei dieser Variante wird die Längsbewegung der Spindel auf den Sperrbolzen übertragen, welchem durch die Zwangsführung eine schraubenförmige Bewegung aufgezwungen wird. Die Umfangskomponente der schraubenförmigen Bewegung wird durch Drehübertragungselemente auf das Gehäuse übertragen. Daher wird der Sperrbolzen, da er eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment überträgt, als Torsionselement bezeichnet.According to a further preferred embodiment, which relates to the second variant, the locking pin is designed as a torsion element, and the positive guidance is arranged directly in the area of the locking pin and the longitudinal bore. In this variant, the longitudinal movement of the spindle is transmitted to the locking bolt, which is forced into a helical movement by the forced guidance. The circumferential component of the helical movement is transmitted to the housing through rotation transmission elements. The locking pin is therefore referred to as a torsion element because it transmits a rotary movement or torque.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zwangsführung eine in die Längsbohrung eingepresste, eine Kulissenbahn aufweisende Buchse sowie einen in die Kulissenbahn eingreifenden Führungsstift, welcher am Sperrbolzen befestigt ist. Die in die Längsbohrung des Kugelzapfens eingepresste Buchse ist somit ortsfest angeordnet.According to a further preferred embodiment, the positive guide comprises a bushing which is pressed into the longitudinal bore and has a slide track and a guide pin which engages in the slide track and is fastened to the locking bolt. The bushing pressed into the longitudinal bore of the ball stud is thus arranged in a stationary manner.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Elemente der Zwangsführung im Sinne einer kinematischen Umkehrung getauscht werden, d. h. der Sperrbolzen ist am Kugelzapfen befestigt und greift in eine am Sperrbolzen angeordnete Kulissenbahn ein.According to a further preferred embodiment, the elements of the forced guidance can be exchanged in the sense of a kinematic reversal, i. H. the locking pin is attached to the ball pivot and engages in a slide track arranged on the locking pin.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Drehbewegung vom Sperrbolzen über eine Mitnehmerwelle und ein flexibles Element - ähnlich wie bei der ersten Ausführungsvariante - übertragen.According to a further preferred embodiment, the rotary movement is transmitted from the locking bolt via a driver shaft and a flexible element - similar to the first embodiment variant.

Zusammenfassend ergibt sich der Vorteil, dass das erfindungsgemäße Schwenkmodul nur einen Antrieb, nämlich den über die Spindelmutter und die Spindel umfasst, wobei dieser Antrieb zwei Funktionen erfüllt, nämlich einerseits die Ent- und Verrieglung und andererseits das Verschwenken des Gehäuses. Das erfindungsgemäße Schwenkmodul ist somit weniger komplex, weist weniger Bauteile auf und beansprucht weniger Bauraum als der zwei Antriebe aufweisende Schwenkmodul nach dem Stand der Technik, dessen Schwenkantrieb vollständig entfällt.In summary, there is the advantage that the pivot module according to the invention comprises only one drive, namely the one via the spindle nut and the spindle, this drive fulfilling two functions, namely on the one hand unlocking and locking and on the other hand pivoting the housing. The swivel module according to the invention is thus less complex, has fewer components and takes up less installation space than the swivel module according to the prior art, which has two drives and whose swivel drive is completely eliminated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

1 ein erfindungsgemäßes Schwenkmodul mit einem einzigen Antrieb,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Schwenkmoduls und
3 eine Zwangsführung für einen Sperrbolzen.

Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below, it being possible for further features and / or advantages to emerge from the description and / or the drawing. Show it

1 a swivel module according to the invention with a single drive,
2 a second embodiment of the swivel module and
3 a positive guide for a locking bolt.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schwenkmodul 1 für eine Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeuges. Das Schwenkmodul 1 basiert auf einem Schwenkmodul, wie es durch die DE 10 2012 216 794 A1 bekannt wurde und eingangs gewürdigt ist. Bekannte Merkmale werden daher hier nicht so ausführlich beschrieben, stattdessen wird auf die DE 10 2012 216 794 A1 verwiesen. Das Schwenkmodul 1 weist einen ortsfest angeordneten, d. h. in einem so genannten Verbinder 2 fest eingespannten Kugelzapfen 3 auf, welcher einen Schaft 3a sowie einen Kugelkopf 3b aufweist. An dem Kugelzapfen 3 respektive dessen Kugelkopf 3b ist ein Gehäuse 4 gelenkig befestigt, welches einen nicht dargestellten Kupplungs- oder Kugelhaken trägt. Der Kugelzapfen 3 weist eine Längsachse a und eine Längsbohrung 5 auf, in welcher eine Spindel 6 sowie ein Sperrbolzen 7 längsbeweglich angeordnet sind. Im Bereich des Kugelzapfens 3b sind Sperrelemente, vorzugsweise als Kugeln 8 ausgebildet, angeordnet, welche zum Zwecke der Verriegelung in entsprechende Ausnehmungen am Sperrbolzen 7 eingreifen. Die Sperrelemente 8 sind Teil von Verriegelungseinrichtungen, durch welche das Gehäuse 4 gegenüber dem Kugelkopf 3b blockierbar bzw. verriegelbar ist. Die Spindel 6 steht über ein Bewegungsgewinde (ohne Bezugszahl) in Eingriff mit einer Spindelmutter 9, welche gegenüber dem Schaft 3a des Kugelzapfens 3 gelagert ist. Spindel 6 und Spindelmutter 9 bilden also einen Spindelantrieb. Der Sperrbolzen 7 ist in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse a mit der Spindel 6 gekoppelt und kann durch Längsbewegung der Spindel 6 in beiden Axialrichtungen verschoben werden, sodass eine Verrieglung oder Entriegelung bewirkt werden kann. Am freien Ende der Spindel 6 ist ein als zylinderförmiger Führungsstift 10 ausgebildetes Führungselement befestigt. Soweit ist das Schwenkmodul 1 aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. 1 shows a swivel module according to the invention 1 for a trailer coupling of a motor vehicle. The swivel module 1 is based on a swivel module, as it is through the DE 10 2012 216 794 A1 became known and was honored at the beginning. Known features are therefore not described here in great detail; instead, reference is made to the DE 10 2012 216 794 A1 referenced. The swivel module 1 has a stationarily arranged, ie in a so-called connector 2 firmly clamped ball stud 3 on which a shaft 3a as well as a ball head 3b having. On the ball stud 3 respectively its ball head 3b is a housing 4th hinged, which carries a coupling or ball hook, not shown. The ball stud 3 has a longitudinal axis a and a longitudinal bore 5 on, in which a spindle 6th and a locking pin 7th Are arranged longitudinally movable. In the area of the ball stud 3b are locking elements, preferably as balls 8th formed, arranged, which for the purpose of locking in corresponding recesses on the locking pin 7th intervention. The locking elements 8th are part of locking devices through which the housing 4th opposite the ball head 3b can be blocked or locked. The spindle 6th is in engagement with a spindle nut via a movement thread (no reference number) 9 which opposite the shaft 3a of the ball stud 3 is stored. spindle 6th and spindle nut 9 thus form a spindle drive. The locking bolt 7th is in the axial direction, ie in the direction of the longitudinal axis a with the spindle 6th coupled and can by longitudinal movement of the spindle 6th be shifted in both axial directions so that locking or unlocking can be effected. At the free end of the spindle 6th is a cylindrical guide pin 10 formed guide element attached. That’s the swivel module 1 known from the prior art mentioned at the beginning.

Erfindungsgemäß wird das Gehäuse 4 mittels der Spindel 6 in eine Drehbewegung versetzt. Dazu ist es einerseits notwendig, der Spindel 6 bei einem Antrieb über die Spindelmutter 9 eine Zwangsführung zuzuordnen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Kulissenbahn 11, auch Führungskulisse 11 genannt, ausgebildet ist. In der Kulissenbahn 11, welche in ein ortsfest angeordnetes Rohrstück 12 eingearbeitet ist, gleitet der an der Spindel 6 befestigte Führungsstift 10, sodass eine Zwangsführung in Axial- und in Umfangs- oder Drehrichtung erreicht wird. Die Kulissenbahn 11 ist in drei unterschiedliche Abschnitte I, II, III unterteilt, wobei der erste Abschnitt I eine in axialer Richtung verlaufende Kulissenbahn 11, der zweite Abschnitt II eine schraubenförmig verlaufende Kulissenbahn 11 und der dritte Abschnitt III eine axial verlaufende Kulissenbahn 11 aufweist. Der schraubenförmige Abschnitt erstreckt sich über einen Umfangwinkel von 180 Grad, d. h. auf diesem schraubenförmigen Weg wird der Spindel 6 eine halbe Drehung um die Längsachse a aufgezwungen. Andererseits muss diese Drehbewegung der Spindel 6 auf das Gehäuse 4 übertragen werden. Dies geschieht mittels eines Torsionselementes 13, welches die Spindel 6 mit dem Boden 4a des Gehäuses 4 drehfest verbindet. Das Torsionselement 13 besteht aus zwei miteinander verbundenen Teilen, nämlich einer Mitnehmerwelle 14 und einem flexiblen Element 15. Das in der Zeichnung obere Ende der Mitnehmerwelle 14 ist in einem Sackloch 16 der Spindel 6 drehfest, jedoch axial beweglich aufgenommen, während das in der Zeichnung untere Ende der Mitnehmerwelle 14 drehfest mit dem flexiblen Element 15 verbunden ist, welches als flexible bzw. biegsame Welle oder Kreuzgelenk ausgebildet sein kann, um somit Winkelbewegungen zwischen der Längsachse a des Kugelzapfens 3 und dem Gehäuse 4 auszugleichen. Das in der Zeichnung untere Ende des flexiblen Elements 15 ist drehfest mit dem Gehäuseboden 4a verbunden, vorzugsweise kraftschlüssig durch einen Presssitz. Damit ist über das Torsionselement 13 eine Drehverbindung zwischen der Spindel 6 und dem Gehäuse 4 hergestellt.According to the invention, the housing 4th by means of the spindle 6th set in a rotary motion. On the one hand, this requires the spindle 6th with a drive via the spindle nut 9 assign a forced guidance, which in the illustrated embodiment according to 1 as a backdrop 11 , also leadership backdrop 11 called, is trained. In the scenery track 11 , which in a fixedly arranged piece of pipe 12 is incorporated, the slides on the spindle 6th attached guide pin 10 so that a positive guidance in the axial and in the circumferential or rotational direction is achieved. The scenery track 11 is in three different sections I. , II , III divided, the first section I. a slide track running in the axial direction 11 , the second section II a helical slide track 11 and the third section III an axially extending slide track 11 having. The helical section extends over a circumferential angle of 180 degrees, ie the spindle becomes on this helical path 6th half a turn around the longitudinal axis a imposed. On the other hand, this rotary movement must be the spindle 6th on the housing 4th be transmitted. This is done by means of a torsion element 13 the spindle 6th with the ground 4a of the housing 4th non-rotatably connects. The torsion element 13 consists of two interconnected parts, namely a drive shaft 14th and a flexible element 15th . The upper end of the drive shaft in the drawing 14th is in a blind hole 16 the spindle 6th rotatably, but axially movably received, while the lower end of the drive shaft in the drawing 14th non-rotatably with the flexible element 15th is connected, which can be designed as a flexible or bendable shaft or universal joint, thus angular movements between the longitudinal axis a of the ball stud 3 and the case 4th balance. The lower end of the flexible element in the drawing 15th is non-rotatable with the case back 4a connected, preferably frictionally by a press fit. So that's about the torsion element 13 a rotary connection between the spindle 6th and the case 4th produced.

Das erfindungsgemäße Schwenkmodul 1 weist somit nur einen Antrieb auf, nämlich den die Spindel 6 und die Spindelmuter 9 umfassenden Spindelantrieb, welcher zwei Funktionen ausübt, nämlich einerseits das Ver- und Entriegeln und anderseits das Verschwenken des Gehäuses 4 gegenüber dem Kugelkopf 3b. Beide Funktionen werden durch die drei Abschnitte I, II, III der Kulissenbahn 11 in Verbindung mit dem Führungsstift 10 koordiniert.The swivel module according to the invention 1 thus has only one drive, namely the spindle 6th and the spindle nut 9 comprehensive spindle drive, which performs two functions, namely on the one hand locking and unlocking and on the other hand pivoting the housing 4th opposite the ball head 3b . Both functions are covered by the three sections I. , II , III the slide track 11 in connection with the guide pin 10 coordinated.

Ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten verriegelten Position des Gehäuses 4, arbeitet das Schwenkmodul 1 wie folgt: Bei einem Antrieb der Spindelmutter 9 wird die Spindel 6 in axialer Richtung in der Zeichnung nach oben bewegt, wobei der Führungsstift 10 der Spindel 6 eine reine Axialbewegung aufzwingt. Damit wird der Sperrbolzen 7 ebenfalls nach oben bewegt und außer Eingriff mit den Sperrelementen 8 gebracht, sodass Gehäuse 4 und Kugelzapfen 3 nicht mehr blockiert sind. Bei weiterem Antrieb der Spindelmutter 9 bewegt sich der Führungsstift 10 in dem schraubenförmigen Abschnitt II der Kulissenbahn 11, sodass die Spindel 6 eine Drehbewegung erfährt, welche über das Torsionselement 13 auf das Gehäuse 4 übertragen wird. Aufgrund der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten Kinematik ergibt sich daraus eine kombinierte Dreh- und Kippbewegung. Bei weiterem Antrieb der Spindelmutter 9 gelangt der Führungsstift 10 in den dritten Abschnitt III, d. h. eine axial ausgerichtete Kulissenbahn 11, sodass eine weitere Drehbewegung unterbunden wird. Das Gehäuse 4 bzw. der mit dem Gehäuse 4 verbundene Kupplungshaken ist damit in seiner Ruheposition angelangt, in welcher er durch den Kulissenabschnitt III fixiert wird. Das Ausschwenken des Gehäuses 4 bzw. des Kupplungshakens aus der Ruheposition (dritter Abschnitt III) in die Betriebsposition (erster Abschnitt I) erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, d. h. durch Änderung der Drehrichtung der Spindelmutter 9.Starting from the locked position of the housing shown in the drawing 4th , the swivel module works 1 as follows: When the spindle nut is driven 9 becomes the spindle 6th moved upward in the axial direction in the drawing, the guide pin 10 the spindle 6th imposes a pure axial movement. This is the locking pin 7th also moved up and out of engagement with the locking elements 8th brought so housing 4th and ball studs 3 are no longer blocked. With further drive of the spindle nut 9 the guide pin moves 10 in the helical section II the slide track 11 so that the spindle 6th undergoes a rotary movement, which via the torsion element 13 on the housing 4th is transmitted. Due to the kinematics known from the prior art mentioned at the beginning, this results in a combined turning and tilting movement. With further drive of the spindle nut 9 the guide pin arrives 10 in the third section III , ie an axially aligned slide track 11 so that further turning movement is prevented. The case 4th or the one with the housing 4th connected coupling hook has thus arrived in its rest position, in which it is through the link section III is fixed. Swinging out the housing 4th or the coupling hook from the rest position (third section III ) to the operating position (first section I. ) takes place in reverse order, ie by changing the direction of rotation of the spindle nut 9 .

2 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Schwenkmodul 101, wobei gleiche oder analoge Teile die gleichen, jedoch um 100 erhöhte Bezugszahlen wie in 1 aufweisen. Der Kugelzapfen 103 ist im Verbinder 102 eingespannt und somit ortsfest angeordnet; er weist eine durchgehende Längsbohrung 105 auf, in welcher einerseits die durch die Spindelmutter 109 antreibbare Spindel 106 und andererseits der Sperrbolzen 107 längs beweglich angeordnet sind. Zwischen dem Sperrbolzen 107 und der Wandung der Längsbohrung 105 ist eine Buchse 112 eingepresst, welche dem Rohrstück 12 gemäß 1 entspricht und eine in 2 nicht sichtbare, jedoch in 3 dargestellte Kulissenbahn (111) aufweist, welche der Kulissenbahn 11 gemäß 1 entspricht. Die kraftschlüssig mit dem Kugelzapfen 103 verbundene Buchse 112 ist somit ortsfest angeordnet. Im Sperrbolzen 107 ist ein als zylindrischer und quer zur Längsachse a verlaufender Führungsstift 110 ausgebildetes Führungselement angeordnet, welches - was hier nicht sichtbar ist - in die Kulissenbahn (111) eingreift. Das innerhalb des Kugelzapfens 103 angeordnete Ende 106a der Spindel 106 ist in Richtung der Längsdachse a mit dem Sperrbolzen 107 gekoppelt, sodass Längsbewegungen der Spindel 106 direkt auf den Sperrbolzen 107 übertragen werden. Der Sperrbolzen 107 weist eine in Längsrichtung a verlaufende durchgehende Aufnahmeöffnung 107a auf, in welcher in Drehrichtung formschlüssig, jedoch in Längsrichtung beweglich, eine Mitnehmerwelle 114 aufgenommen ist, welche ihrerseits mit einem flexiblen Element 115 verbunden ist, welches kraftschlüssig mit dem Boden 104a des Gehäuses 104 verbunden ist. In den Sperrbolzen 107 greifen - in der verriegelten Position - Sperrelemente 108 einer Verriegelungseinrichtung ein. 2 shows as a second embodiment of the invention a swivel module 101 , whereby identical or analogous parts have the same reference numbers increased by 100 as in 1 exhibit. The ball stud 103 is in the connector 102 clamped and thus arranged stationary; it has a continuous longitudinal bore 105 on, in which on the one hand the by the spindle nut 109 drivable spindle 106 and on the other hand the locking pin 107 are arranged longitudinally movable. Between the locking pin 107 and the wall of the longitudinal bore 105 is a socket 112 pressed in, which the pipe section 12 according to 1 corresponds and one in 2 not visible, but in 3 shown slide track ( 111 ) has which the slide track 11 according to 1 corresponds. The frictional connection with the ball stud 103 connected socket 112 is thus arranged stationary. In the locking pin 107 is a cylindrical and transverse to the longitudinal axis a running guide pin 110 formed guide element, which - which is not visible here - in the slide track ( 111 ) intervenes. That inside the ball stud 103 arranged end 106a the spindle 106 is in the direction of the longitudinal roof a with the locking pin 107 coupled so that longitudinal movements of the spindle 106 directly on the locking pin 107 be transmitted. The locking bolt 107 has one in the longitudinal direction a running through receiving opening 107a on, in which in the direction of rotation positively, but movable in the longitudinal direction, a driver shaft 114 is added, which in turn with a flexible element 115 is connected, which frictionally with the ground 104a of the housing 104 connected is. In the locking pin 107 grip - in the locked position - locking elements 108 a locking device.

3 zeigt eine Einzelheit aus 2, nämlich die (ortsfest angeordnete) Buchse 112 mit dem Sperrbolzen 107 und der Spindel 106. In die Buchse 112 ist eine Kulissenbahn 111 in Form einer Nut eingearbeitet, welche - analog zu der Kulissenbahn 11 in 1 - drei unterschiedliche Abschnitte I, II, III aufweist, d. h. mit einem zweiten schraubenförmig ausgebildeten Abschnitt II. Der am Sperrbolzen 107 befestigte Führungsstift 110 greift in die Kulissenbahn 111 ein, sodass dem Sperrbolzen 107 bei einer Längsbewegung der Spindel 106 eine Längs- und eine Drehbewegung aufgeprägt wird, was auch als Zwangsführung bezeichnet wird. Die als Kugeln 108 ausgebildeten Sperrelemente sind gleichmäßig über den Umfang verteilt und greifen in Ausnehmungen (ohne Bezugszahl) des Sperrbolzens 107 ein. Das flexible Element 115 überträgt die Drehbewegung des Sperrbolzens 107, sobald dieser entriegelt ist, und gleicht Kippbewegungen aus. 3 shows a detail 2 , namely the (stationary) socket 112 with the locking pin 107 and the spindle 106 . In the socket 112 is a backdrop track 111 incorporated in the form of a groove, which - analogous to the slide track 11 in 1 - three different sections I. , II , III having, that is, with a second helically formed portion II . The one on the locking pin 107 attached guide pin 110 reaches into the backdrop 111 so that the locking pin 107 with a longitudinal movement of the spindle 106 a longitudinal and a rotary movement is impressed, which is also referred to as forced guidance. As bullets 108 trained locking elements are evenly distributed over the circumference and engage in recesses (without reference number) of the locking bolt 107 on. The flexible element 115 transmits the rotation of the locking pin 107 as soon as it is unlocked and compensates for tilting movements.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 1 ist die Zwangsführung, welche gemäß 2 und 3 die Buchse 112 mit der Kulissenbahn 111 sowie den Führungsstift 110 umfasst, im Bereich des Sperrbolzens 107 angeordnet, d. h. im Inneren des Kugelzapfens 103. Wird der Spindel 106 über die Spindelmutter 109 eine Längsbewegung erteilt, so wird diese Längsbewegung auf den Sperrbolzen 107 übertragen, dem aufgrund des in die Kulissenbahn 111 eingreifenden Führungsstiftes 110 eine Zwangsführung aufgeprägt, welche im ersten Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben ist. Der Sperrbolzen 107 erfährt somit neben seiner Längs- auch eine Drehbewegung, welche über die Mitnehmerwelle 114 und das flexible Element 115 auf den Boden 104a des Gehäuses 104 übertragen wird. Das Gehäuse 104 wird somit in eine Drehbewegung versetzt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel führt also die Spindel 106 nur eine reine Längsbewegung aus, welches durch eine nicht dargestellte Führung gewährleistet wird. Die Drehbewegung erfolgt erst über den Sperrbolzen 107, der somit - in Verbindung mit der Mitnehmerwelle 114 und dem flexiblen Element 115 - die Rolle eines Torsionselementes übernimmt, weil er die eingeleitete Drehbewegung auf das Gehäuse 104 überträgt.In contrast to the first embodiment of the invention according to 1 is the forced guidance, which according to 2 and 3 the socket 112 with the backdrop track 111 as well as the guide pin 110 includes, in the area of the locking pin 107 arranged, ie inside the ball stud 103 . Will the spindle 106 via the spindle nut 109 given a longitudinal movement, this longitudinal movement is applied to the locking pin 107 transferred, due to the in the slide track 111 engaging guide pin 110 impressed a forced guidance, which is described in detail in the first embodiment. The locking bolt 107 In addition to its longitudinal movement, it also experiences a rotary movement via the drive shaft 114 and the flexible element 115 on the ground 104a of the housing 104 is transmitted. The case 104 is thus set in a rotary motion. In contrast to the first embodiment, the spindle leads 106 only a pure longitudinal movement, which is guaranteed by a guide, not shown. The rotary movement only takes place via the locking pin 107 , which thus - in connection with the driving shaft 114 and the flexible element 115 - Takes on the role of a torsion element, because it acts on the rotating movement initiated on the housing 104 transmits.

Im, Rahmen der Erfindung liegt auch eine kinematische Umkehrung der Zwangsführung, d. h. die Kulissenbahn kann am Sperrbolzen und das Führungselement, welches in die Kulissenbahn eingreift, kann ortsfest am Kugelzapfen angeordnet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform könnte - was nicht dargestellt ist - eine auf den Sperrbolzen aufgepresste Hülse sein, in welche eine Kulissenbahn eingearbeitet ist. Der in die Kulissenbahn eingreifende Führungsstift würde somit dem Sperrbolzen eine schraubenförmige Bewegung, d. h. mit einer Umfangskomponente aufzwingen.Within the scope of the invention there is also a kinematic reversal of the forced operation, i. H. the slide track can be arranged on the locking bolt and the guide element, which engages in the slide track, can be arranged in a stationary manner on the ball stud. A preferred embodiment could - which is not shown - be a sleeve pressed onto the locking bolt into which a slide track is incorporated. The guide pin engaging in the slide path would thus cause the locking bolt to move in a helical manner, i.e. H. impose with a circumferential component.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SchwenkmodulSwivel module
22: VerbinderInterconnects
33: KugelzapfenBall stud
3a3a: Schaftshaft
3b3b: KugelkopfBall head
44th: Gehäusecasing
4a4a: GehäusebodenCase back
55: LängsbohrungLongitudinal bore
66: Spindelspindle
77th: SperrbolzenLocking pin
88th: SperrelementLocking element
99: SpindelmutterSpindle nut
1010: Führungselement, FührungsstiftGuide element, guide pin
1111: KulissenbahnSlide track
1212: RohrstückPipe section
1313: TorsionselementTorsion element
1414th: MitnehmerwelleDrive shaft
1515th: flexibles Elementflexible element
1616: Sackloch Blind hole
101101: SchwenkmodulSwivel module
102102: VerbinderInterconnects
103103: KugelzapfenBall stud
103a103a: Schaftshaft
103b103b: KugelkopfBall head
104104: Gehäusecasing
104a104a: GehäusebodenCase back
105105: LängsbohrungLongitudinal bore
106106: Spindelspindle
106a106a: inneres Endeinner end
107107: SperrbolzenLocking pin

107a107a: AufnahmeöffnungReceiving opening
108108: SperrelementLocking element
109109: SpindelmutterSpindle nut
110110: Führungselement, FührungsstiftGuide element, guide pin
111111: KulissenbahnSlide track
112112: BuchseRifle
113113: TorsionselementTorsion element
114114: MitnehmerwelleDrive shaft
115115: Flexibles Element Flexible element
II.: erster Abschnittfirst section
IIII: zweiter Abschnittsecond part
IIIIII: dritter Abschnitt third section
aa: LängsachseLongitudinal axis

Claims

Pivoting module (1) of a trailer coupling, which can be driven by a motor, is adjustable between a rest position and an operating position and can be locked at least in the operating position, comprising a rotatable and tiltable housing (4, 104) connected to a coupling hook, a longitudinal bore (5 , 105) with a longitudinal axis (a) having ball stud (3,103) which is articulated to the housing (4, 104), a spindle (6, 106) arranged to be longitudinally movable in the longitudinal bore (5, 105) with movement thread and a locking bolt (7, 107) arranged in the longitudinal bore (5, 105) and coupled to the spindle (6, 106), a spindle nut (9, 109) engaging in the movement thread of the spindle (6, 106), the spindle (6 , 106) and the spindle nut (9, 109) form a spindle drive, characterized in that a helical movement is impressed on the spindle (6) or the locking bolt (107) by a forced guide (10, 11; 110, 111, 112) and that the rotating movement movement of the spindle (6) or the locking bolt (107) can be transferred indirectly to the housing (4, 104).

Swivel module (1) Claim 1 , characterized in that the forced guidance has a fixed, helically designed slide track (11, 111) and a guide element (10, 110) attached to the spindle (6) or the locking bolt (107) and guided in the slide track (11, 111) includes.

Swivel module (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the rotational movement of the spindle (6) can be transmitted by a torsion element (13) penetrating the locking bolt (7).

Swivel module (1) Claim 3 , characterized in that the torsion element (13) comprises a driver shaft (14) with a first end which is received in the spindle (6) in a rotationally fixed but longitudinally movable manner.

Swivel module (1) Claim 4 , characterized in that the torsion element (13) further comprises a flexible element (15) and the driver shaft (14) has a second end and that the flexible element (15) on the one hand with the second end of the driver shaft (14) and on the other hand with the Housing (4) is rotatably connected.

Swivel module (1) after one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the slide track (11, 111) has a first section (I) designed as an unlocking area, a second section (II) designed as a pivoting area and a third section (III) designed as a fixing area, the slide track (11, 111 ) in the first section (I) in the axial direction, in the second section (II) helically over a circumferential area of 180 degrees and in the third section (III) in the axial direction.

Swivel module (1) after one of the Claims 2 to 6th , characterized in that the slide track (11, 111) is designed as a groove or slot and is incorporated into a pipe section (12) or into a bushing (112).

Swivel module (1) after one of the Claims 2 to 7th , characterized in that the guide element (10, 110) is designed as a cylindrical guide pin.

Swivel module (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the locking pin (107) is designed as a torsion element (113) and that the positive guide (110, 111, 112) is arranged in the area of the locking pin (107) and the longitudinal bore (105).

Swivel module (1) Claim 9 , characterized in that the positive guide (110, 111, 112) has a bush (112) pressed into the longitudinal bore (105) and having a slide track (111) as well as a guide element guided in the slide track (111) and fastened to the locking bolt (107) (110) includes.

Swivel module (1) Claim 9 , characterized in that the positive guide (110, 111, 112) comprises a slide track (111) arranged on the locking bolt (107) and a guide element (110) attached to the ball stud (103) and engaging the slide track (111).

Swivel module (1) Claim 9 , 10 or 11 , characterized in that the locking pin (107) is connected to the housing (104) via a driver shaft (114) and a flexible element (115).