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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zum Kuppeln eines Kraftfahrzeugs mit einem Anhänger, umfassend ein fahrzeugseitig angeordnetes Fahrzeugkupplungsteil und ein mit diesem lösbar verbindbares anhängerseitiges Anhängerkupplungsteil.
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Eine solche Kupplungsanordnung dient zum Ankuppeln eines Anhängers an ein Kraftfahrzeug, üblicherweise einen PKW. Ein solcher Anhänger kann beispielsweise ein Wohn-, Sport- und Transportanhänger sein. Üblicherweise weist das Fahrzeugkupplungsteil einen Kugelkopf auf, der an einem Träger mit einem Vertikalabschnitt oberseitig angeordnet ist. Das Anhängerkupplungsteil weist eine entsprechende Kugelpfanne auf, die von oben auf den Kugelkopf gesetzt wird. Die Arretierung erfolgt über ein am Anhängerkupplungsteil angeordnetes, den Kugelkopf untergreifendes Arretierelement. Diese Art der Kupplung ermöglicht es, dass die Deichsel des Anhängers um den Kupplungspunkt schwenken kann, was bei Kurvenfahrten oder beim Rangieren erforderlich ist.
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Mitunter kann es jedoch beim Betrieb eines solchen Kraftfahrzeug-Anhänger-Gespanns zu gefährlichen Situationen kommen, wenn der Anhänger aufgrund von Geschwindigkeit, Windverhältnissen, Fehlbeladung, Überholmanöver und den damit verbundenen windbedingten Ansaug- und Abstoßvorgängen oder aufgrund des Straßenbelags ins Schlingern kommt. Um diese Schlingerbewegung zu unterdrücken respektive zu reduzieren ist es bekannt, im Bereich der Kupplungsanordnung Reibkupplungen vorzusehen. Diese umfassen Bremsbacken, die mechanisch am Kugelkopf angreift. Dieser Anpressdruck herrscht konstant während der gesamten Fahrt im Anhängerbetrieb. Das heißt, dass eine solche Reibkupplung einer dauerhaften Nutzung im Anhängerbetrieb unterliegt, was zu einer Abnutzung führt und damit zu einem Verlust an Effektivität. Bei hinreichender Abnutzung ist ein Austausch der Bremsbacken erforderlich. Darüber hinaus ist die Tendenz des Anhängers zum Schlingern bei abnehmender Geschwindigkeit bzw. bei Rangier- und Kurvenfahrten in der Stadt oder mit geringer Geschwindigkeit relativ gering, insbesondere Rangiervorgänge erfordern ein hohes Maß an Beweglichkeit seitens der Kupplungsverbindung. Bei einem konstant gegebenen Anpressdruck bekannter Reibkupplungen ist jedoch stets eine Reibbremse innerhalb der Kupplung gegeben, was für den jeweiligen Vorgang nicht unbedingt zweckmäßig ist.
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Aus
EP 2 110 271 A1 ist eine Anhängerkupplung für ein Zugfahrzeug bekannt, die einen Kugelträger mit einer daran angeordneten Kupplungskugel aufweist. Der Kupplungsträger und die Kupplungskugel sind fest miteinander verbunden, wobei der Kugelträger an einem mit dem Zugfahrzeug verbundenen Kupplungsarm verbunden ist. Er ist an dem Kupplungsarm über ein Drehlager um eine vertikale Drehachse drehgelagert, das heißt, dass der Kupplungsträger und damit auch die Kupplungskugel um eine Vertikalachse relativ zum Kupplungsarm und damit dem Zugfahrzeug rotieren können. Ferner ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, mit der es möglich ist, die Kugelkopf- oder Kugelträgerbewegung zu bremsen. Die Bremseinrichtung arbeitet elektromechanisch, über einen Elektromotor oder einen Elektromagneten wird ein Bremsglied bewegt, das die Reibbremsung ermöglicht. Das Bremsglied kann dabei auf den Kugelkopf, den Kugelkopfträger oder das Drehlager wirken. Das Anhängerkupplungsteil greift wie im Stand der Technik üblich mit einer Kugelpfanne auf die Kugel und ist über ein entsprechendes Arretierelement an der Kupplungskugel festgelegt. Zwar kann über die Bremseinrichtung die Rotation des Kugelkopfes um die Vertikalachse gebremst werden. Gleichwohl ist der Anhänger jedoch nur über die Kugelkopf-Kugelpfannen-Verbindung mit dem Zugfahrzeug verbunden, also eine rotationssymmetrische Verbindung, so dass ein Schlingern nicht hinreichend unterbunden werden kann.
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Aus
US 4 065 149 A ist eine Kupplungsanordnung bekannt, die an dem Zugfahrzeug eines LKWs vorgesehen ist und dem Ankoppeln eines Aufliegers dient. Die Kupplungsanordnung arbeitet elektromagnetisch, wozu am fahrzeugseitigen Kupplungsteil ein elektromagnetisch arbeitendes Feststellelement vorgesehen ist. Dieses ist hufeisenförmig ausgebildet und dient der Aufnahme eines aufliegerseitig vorgesehenen Kupplungsvorsprungs.
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DE 10 2015 208 585 A1 offenbart ein elektronisches Andockfahrzeug, bei dem an einem vorausfahrenden Fahrzeug ein erstes Kupplungsteil und an dem Folgefahrzeug ein zweites Kupplungsteil ausgebildet sind. Beide stehen horizontal ab und werden beim Aneinanderreihen horizontal ineinander geschoben. Sie können magnetisch aneinander fixiert werden.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Kupplungsanordnung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems vorgesehen ist eine Kupplungsanordnung zum Kuppeln eines Kraftfahrzeugs mit einem Anhänger, umfassend ein fahrzeugseitig angeordnetes Fahrzeugkupplungsteil und ein mit diesem lösbar verbindbares anhängerseitiges Anhängerkupplungsteil, wobei am Fahrzeugkupplungsteil oder am Anhängerkupplungsteil ein erstes, über das Kraftfahrzeug ansteuerbares elektromagnetisches Feststellelement vorgesehen ist, das mit einem am gegenüberliegenden Kupplungsteil vorgesehenen zweiten Feststellelement bei Bedarf magnetisch zusammenwirkt, wobei das erste Feststellelement und das zweite Feststellelement in Form eines oder mehrerer scheiben- oder plattenförmiger Bauteile, die seitlich am Fahrzeugkupplungsteil und am Anhängerkupplungsteil abstehen, ausgeführt sind und in der Betriebsstellung übereinander liegen, wobei das oder die plattenförmigen Bauteile des zweiten Feststellelements horizontal angeordnet sind, wobei zumindest das oder die am Fahrzeugkupplungsteil angeordneten Bauteile schwenkbar angeordnet sind und zwischen einer zur Seite hin ausgeschwenkten, horizontalen Betriebsstellung und einer eingeschwenkten Ruhestellung verschwenkbar sind.
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Erfindungsgemäß ist eine rein elektromagnetisch arbeitende Feststelleinrichtung vorgesehen, die unmittelbar zwischen dem Fahrzeugkupplungsteil und dem Anhängerkupplungsteil wirkt. An jedem der beiden Kupplungsteile ist ein Feststellelement vorgesehen, wobei zumindest eines dieser Feststellelemente ein elektromagnetisches Feststellelement ist, mithin also ein Element, das einen oder mehrere Elektromagnete aufweist, die bei Bestromung ein hinreichend starkes Magnetfeld aufbauen. Dieses Magnetfeld wechselwirkt mit dem zweiten Feststellelement am gegenüberliegenden Kupplungsteil, das heißt, dass eine magnetische Kopplung stattfindet. Es kommt über diese Kopplung dazu, dass die beiden Feststellelemente einander anziehen und mithin fest aneinander haften. Da die beiden Feststellelemente, da jeweils an einem Kupplungsteil angeordnet, quasi den Kupplungspunkt überbrücken, stellen sie eine mechanische Verbindung respektive Brücke zwischen dem Fahrzeugkupplungsteil und dem Anhängerkupplungsteil dar. Hierüber kann folglich eine sehr gute Schlingerdämpfung erreicht werden. Denn die Dämpfung setzt gerade in dem Bereich ein, in dem die Relativbewegung zwischen Anhänger und Fahrzeug stattfindet.
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Dabei ist das elektromagnetische Feststellelement, wie beschrieben, über das Kraftfahrzeug ansteuerbar, das heißt, dass fahrzeugseitig eine entsprechende Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die den Betrieb des elektromagnetischen Feststelleelements steuert. Dies ermöglicht es wiederum sehr variabel anzusteuern, das heißt, dass über die Steuerungseinrichtung die Größe des über das elektromagnetische Feststellelement erzeugten Magnetfelds beliebig eingestellt und variiert werden kann. Daraus resultiert wiederum, dass die Stärke der magnetischen Kopplung zwischen den beiden Feststellelementen, mithin die Festigkeit der magnetischen Verbindung zwischen den beiden Feststellelementen ebenfalls beliebig variiert werden kann. Das heißt, dass die Schlingerdämpfung variabel angesteuert werden kann und die Möglichkeit besteht, eine hohe Dämpfung oder eine komplette Feststellung vorzunehmen, wenn ein entsprechend hohes Magnetfeld erzeugt wird und demzufolge die beiden Feststellelemente fest miteinander magnetisch gekoppelt sind, oder diese zu reduzieren oder bei Bedarf ganz auszuschalten. Denn die elektromagnetische respektive magnetische Kopplung der Feststellelemente kann in beliebigem Maße den Kupplungsbereich zwischen Anhänger und Kraft- bzw. Zugfahrzeug versteifen und so für einen sicheren Hinterherlauf des Anhängers sorgen.
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Bei Bedarf kann sie auch abgeschaltet werden, beispielsweise dann, wenn eine Rangierfahrt oder dergleichen ansteht, oder dies aufgrund der gegebenen Fahrzeugsituation nicht erforderlich ist. Das heißt, dass folglich ein beliebiges Zu- und Abschalten sowie Variieren der Magnetkupplung möglich ist.
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Der erfindungsgemäße Umstand, dass das elektromagnetische Feststellelement über eine kraftfahrzeugseitige Steuereinrichtung gesteuert wird, bietet des Weiteren den Vorteil, dass zur Bestimmung der entsprechenden Parameter auch weitere, fahrzeugseitig vorliegende Daten berücksichtigt werden können. Dies sind beispielsweise Daten betreffend die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder die jeweilige Fahrsituation, beispielsweise entsprechende Windverhältnisse, Straßenverhältnisse, den Beladungszustand, die Witterungsverhältnisse, die momentane Position oder dergleichen. All diese Informationen oder Daten liegen fahrzeugseitig zumeist ohnehin vor und können seitens der Steuerungseinrichtung, die das elektromagnetische Feststellelement steuert, berücksichtigt werden. So kann die Steuerungseinrichtung beispielsweise bei einer Fahrt mit zunehmender Beschleunigung in Abhängigkeit der zunehmenden Ist-Geschwindigkeit das elektromagnetisch erzeugte Magnetfeld immer weiter verstärken, mithin also die magnetische Kopplung immer weiter erhöhen, so dass die Kupplung immer steifer wird. Wird beispielsweise fahrzeugseitig erfasst, dass die Fahrbahn nass ist, beispielsweise über einen Regensensor, so kann, nachdem es bei nasser Fahrbahn oder glatter Fahrbahn leichter zu einem Schlingern des Anhängers kommt, die Steuerungseinrichtung die Magnetfeldstärke wesentlich schneller bzw. bei niedrigeren Ist-Geschwindigkeiten erhöhen oder dergleichen. Wird über ein Positionserfassungssystem des Kraftfahrzeugs beispielsweise erkannt, dass das Fahrzeug beispielsweise von einer Landstraße in ein Stadtgebiet einfährt, so kann gestützt auf diese Positionsinformation die Steuerungseinrichtung die vorherige Versteifung der Kupplung wieder reduzieren oder aufheben, da im Stadtgebiet beispielsweise nur 50 km/h gefahren werden und bei dieser Geschwindigkeit ein Schlingern unwahrscheinlich ist. Das heißt, dass eine große Bandbreite an steuerungstechnischen Variationsmöglichkeiten gegeben sind, wie die Steuerungseinrichtung die Steifigkeit der Kupplung durch einfaches Ansteuern des elektromagnetischen Feststellelements variieren kann.
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Gemäß einer ersten Erfindungsalternative kann auch das zweite Feststellelement eine zweite elektromagnetische Feststelleinrichtung sein, die ebenfalls über das Kraftfahrzeug ansteuerbar ist, wobei beide Feststelleinrichtungen magnetisch zusammenwirken. Das heißt, dass sowohl am Fahrzeugkupplungsteil als auch am Anhängerkupplungsteil jeweils eine elektromagnetische Feststelleinrichtung vorgesehen ist, die beide über die kraftfahrzeugseitige Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind. Hierzu ist kraftfahrzeugseitig lediglich eine entsprechende Steuerungsleitung vorzusehen, die an das Anhängerkupplungsteil bzw. dessen zweites elektromagnetisches Feststellelement anschließbar ist, wenn der Anhänger angekoppelt wird. Auf diese Weise können also gezielt beide elektromagnetischen Feststellelemente angesteuert werden und insbesondere das Gesamtmagnetfeld, das aus Überlagerung der beiden Teilmagnetfelder der beiden Feststellelemente resultiert, noch deutlich vergrößert werden. Alternativ ist es denkbar, dass das zweite Feststellelement ein permanentmagnetisches Element ist. Handelt es sich bei dem zweiten Feststellelement um ein permanentmagnetisches Element so ist von Haus aus eine gewisse magnetische Kopplung gegeben, da das permanentmagnetische Element ein Permanentmagnetfeld erzeugt, das mit dem elektromagnetischen Feststellelement, auch wenn dieses nicht bestromt ist, zusammenwirkt. Das heißt, dass eine gewisse, wenngleich ebenfalls geringe Grundversteifung gegeben ist. Die magnetische Kopplung kann dann durch entsprechende Ansteuerung des ersten elektromagnetischen Feststellelements variiert werden.
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In gleicher Weise kann dies bei Verwendung eines ferromagnetischen zweiten Feststellelements erfolgen. Dieses erzeugt von Haus aus kein Magnetfeld, sondern wird lediglich über das Magnetfeld des ersten elektromagnetischen Feststellelements magnetisch gekoppelt.
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Die Erfindung sieht vor, dass das erste Feststellelement und das zweite Feststellelement in Form eines oder mehrerer scheiben- oder plattenförmiger Bauteile, die seitlich am Fahrzeugkupplungsteil und am Anhängerkupplungsteil abstehen und horizontal angeordnet sind, ausgeführt sind und in der Betriebsstellung übereinander liegen. Durch Ausbildung der beiden Feststellelemente in Scheiben- oder Plattenform ergibt sich eine große Koppelfläche, über die die beiden Feststellelemente im Falle der magnetischen Kopplung aneinander anliegen, so dass sich einerseits eine sehr große Haftfläche ergibt, wenn die beiden Feststellelemente fest und quasi unbeweglich miteinander gekoppelt sind bzw. eine hohe Reibfläche, wenn die Magnetkopplung noch eine gewisse, jedoch reibgebremste Relativverdrehung zueinander ermöglichen.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn am Fahrzeugkupplungsteil zwei einander gegenüberliegend angeordnete Bauteile vorgesehen sind und wenn am Anhängerkupplungsteil entweder ein die beiden fahrzeugseitigen Bauteile in der Betriebsstellung vollständig überdeckendes Bauteil oder ebenfalls zwei gegenüberliegend angeordnete und die beiden fahrzeugseitigen Bauteile in der Betriebsstellung vollständig überdeckende Bauteile vorgesehen sind. Es sind also am Fahrzeugkupplungsteil zwei flügelartige, seitlich vorspringende Bauteile vorgesehen, bei denen es sich beispielsweise um das elektromagnetische Feststellelement handelt. Diese sind von einem oder zwei anhängerseitig vorgesehenen Bauteilen übergriffen, die beispielsweise ebenfalls ein elektromagnetisches Feststellelement bilden, oder bei denen es sich um einfache ferromagnetische Plattenbauteile oder dergleichen handelt. Durch diese Anordnung ist auch im Falle einer magnetischen Kopplung, die eine Relativverdrehung zueinander ermöglicht, sichergestellt, dass stets ein hinreichender Überdeckungsbereich zwischen den fahrzeug- und anhängerseitigen Bauteilen gegeben ist.
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Die beiden fahrzeugseitigen Bauteile sind dabei bevorzugt ringsegmentartig ausgeführt und erstrecken sich um wenigstens 90°. Das eine anhängerseitige Bauteil ist bevorzugt ebenfalls ringsegmentartig ausgeführt und erstreckt sich um wenigstens 270°. Sind zwei anhängerseitige Bauteile vorgesehen, so sind auch diese ringsegmentartig ausgeführt und erstrecken sich jeweils um wenigstens 60°.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass zumindest das oder die am Fahrzeugkupplungsteil angeordneten Bauteile schwenkbar angeordnet sind und zwischen einer zur Seite hin ausgeschwenkten Betriebsstellung und einer eingeschwenkten Ruhestellung verschwenkbar sind. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, das fahrzeugseitige Feststellelement, also die beiden Bauteile nur dann auszuschwenken und in eine Betriebsstellung zu bringen, wenn tatsächlich eine Kupplung mit einem Anhänger erfolgen soll. Ist kein Anhänger angebunden, so können die Bauteile abgeschwenkt und in eine Ruhestellung verbracht werden, in der sie dann eng anliegend am Fahrzeugkupplungsteil respektive dem Kugelkopfträger positioniert sind. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeugkupplungsteil versenkbar ist, mithin also unter die Heckschürze geschwenkt werden kann. Denkbar ist es auch, eine etwaige Schwenklösung am Anhängerkupplungsteil vorzusehen, dort ist sie jedoch nicht unbedingt vonnöten.
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Das oder die Bauteile sind dabei in der Betriebsstellung und/oder der Ruhestellung über ein Arretier- oder Federmittel lösbar arretierbar oder verspannt. Der Benutzer kann, wenn er einen Anhänger ankoppeln möchte, das oder die beiden Bauteile beispielsweise manuell zur Seite hin aufschwenken, in der aufgeschwenkten Betriebsstellung verrasten sie beispielsweise an einer entsprechenden Rastkulisse oder dergleichen, aus der sie auch wieder lösbar sind, beispielsweise indem sie über ein Betätigungselement entriegelt werden oder dergleichen. Anstelle derartiger Arretier- oder Rastmittel kann auch ein Federmittel vorgesehen sein, das das oder die Bauteile beispielsweise permanent in Richtung der Betriebsstellung vorspannt. In der Ruhestellung sind sie beispielsweise über ein entriegelbares Arretiermittel fixiert und schnappen bei Lösen des Arretiermittels automatisch in die Betriebsstellung.
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Wie bereits beschrieben weist das Fahrzeugkupplungsteil bevorzugt einen Kugelkopf und das Anhängerkupplungsteil eine Kugelpfanne auf, die in der Kupplungsstellung den Kugelkopf übergreift, wobei die Feststellelemente unterhalb des Kugelkopfs und an der Kugelpfanne vorgesehen sind. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine Kugelkopf-Kugelpfanne-Kupplung beschränkt. Auch andere Kupplungsarten, wie beispielsweise eine Maulkupplung oder Ähnliches sind mit der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Feststelleinrichtung ausrüstbar.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, am anhängerseitigen Feststellelement wenigstens ein Gleit- oder Rollelement vorzusehen, das am fahrzeugseitigen Feststellelement gleitend oder rollend anliegt, wenn die beiden Feststellelemente nicht magnetisch gekoppelt sind. Dieses Gleit- oder Rollelement bewirkt, dass die Feststellelemente respektive Bauteile im Ruhezustand, wenn sie also nicht magnetisch gekoppelt sind, quasi reibungslos übereinander gleiten. Dabei kann das Gleit- oder Rollelement bevorzugt als Kugel ausgeführt sein, die am Feststellelement zum fahrzeugseitigen Feststellelement hin vorspringt und die gegen die Rückstellkraft eines Federelements beim magnetischen Koppeln beider Feststellelemente in eine Kugelaufnahme eindrückbar ist. Werden also der oder die Magnete aktiviert, und ziehen sich die Feststellelemente gegenseitig an, so wird hierbei gleichzeitig die Kugel, die am gegenüberliegenden Feststellelement beispielsweise in einer Laufrinne geführt ist, automatisch gegen ein Rückstellelement in eine Kugelaufnahme eingedrückt, so dass eine feste magnetische Kopplung zwischen den Feststellelementen möglich ist.
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Neben der Kupplungsanordnung betrifft die Erfindung ferner ein Gespann umfassend ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger, die über eine Kupplungsanordnung der beschriebenen Art miteinander verbunden sind.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend ein Fahrzeugkupplungsteil mit einem Feststellelement, wobei entweder das Feststellelement als elektromagnetisches erstes Feststellelement ausgebildet ist, dessen Betrieb über eine fahrzeugseitige Steuerungseinrichtung steuerbar ist und das zum Zusammenwirken mit einem fahrzeugexternen zweiten Feststellelement ausgebildet ist, wobei das erste Feststellelement in Form eines oder mehrerer scheiben- oder plattenförmiger Bauteile ausgebildet ist, das oder die seitlich am Fahrzeugkupplungsteil abstehen und in der Betriebsstellung mit einem oder mehreren, horizontal angeordneten, plattenförmigen Bauteilen des zweiten Feststellelements übereinander liegen, wobei die am Fahrzeugkupplungsteil angeordneten Bauteile schwenkbar angeordnet sind und zwischen einer zur Seite hin ausgeschwenkten horizontalen Betriebsstellung und einer eingeschwenkten Ruhestellung verschwenkbar sind, oder wenigstens eine mit dem fahrzeugexternen zweiten, elektromagnetischen Feststellelement verbindbare Steuerleitung zur Steuerung des Betriebs dieses zweiten Feststellelements über die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
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Sämtliche Ausführungen betreffend die Kupplungsanordnung gelten gleichermaßen bezüglich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, soweit sich die Ausführungen auf das Fahrzeugkupplungsteil respektive die erfindungsgemäße Steuerung des fahrzeugseitigen elektromagnetischen Feststellelements oder des anhängerseitigen elektromagnetischen Feststellelements beziehen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Gespanns nebst einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung,
- 2 eine vergrößerte Seitenansicht des Fahrzeugkupplungsteils in einer Seitenansicht,
- 3 eine Aufsicht auf das Fahrzeugkupplungsteil aus 2,
- 4 eine Seitenansicht entsprechend 2 mit in die Ruhestellung abgeschwenktem elektromagnetischen Feststellelement,
- 5 eine Aufsicht auf die Anordnung aus 4,
- 6 eine Aufsicht auf das Anhängerkupplungsteil,
- 7 eine Seitenansicht des Anhängerkupplungsteils aus 6,
- 8 eine Seitenansicht der geschlossenen Kupplungsanordnung, und
- 9 eine Aufsicht auf die geschlossene Kupplungsanordnung.
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1 zeigt ein Gespann 1 umfassend ein Kraftfahrzeug 2 sowie einen Anhänger 3, die über eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 4 miteinander lösbar kuppelbar sind. Die Kupplungsanordnung 4 umfasst zum einen ein Anhängerkupplungsteil 5 mit einem Träger 6 und einem endseitig vorgesehenen Kugelkopf 7. Sie umfasst des Weiteren ein erstes Feststellelement 8, das zum Erwirken einer lösbaren magnetischen Kopplung mit einem anhängerseitigen Feststellelement dient.
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Der Anhänger 3 weist ein Anhängerkupplungsteil 9 auf, mit einer Kugelpfanne 10, die in an sich bekannter Weise zum Kuppeln den Kugelkopf 7 übergreift, wobei der Übergriff über eine Arretiereinrichtung 11 fixiert werden kann. Das Anhängerkupplungsteil umfasst des Weiteren ein zweites Feststellelement 12, das mit dem ersten Feststellelement 8 die magnetische Kopplung eingeht.
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2 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht einen Teil des Fahrzeugkupplungsteils 5 mit dem Träger 6 und dem Kugelkopf 7. Gezeigt ist ferner das erste Feststellelement 8, das, siehe die Aufsicht gemäß 3, zwei schwenkbar unterhalb des Kugelkopfes 7 vorgesehene Bauteile 13a, 13b aufweist, die jeweils einen integrierten Elektromagneten 14a, 14b aufweisen. Die beiden Elektromagneten 14a, 14b sind über eine Verbindungs- oder Steuerleitung 15 mit einer kraftfahrzeugseitig vorgesehenen Steuerungseinrichtung 16 verbunden. Über diese Steuerungseinrichtung 16 (siehe 1), die beispielsweise über einen Fahrzeugbus 17 auch eine Reihe weiterer fahrzeugseitig vorliegender Informationen oder Daten abfragen kann, erfolgt die Steuerung des Betriebs der elektromagnetischen Feststelleinrichtung 8 respektive die Bestromung der Elektromagneten 14a, 14b, so dass durch Variation des Bestromungsbetriebs das extern wirkende Magnetfeld zugeschaltet respektive in seiner Stärke variiert werden kann.
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Wie die 4 und 5 zeigen, kann jedes Bauteil 13a, 13b zwischen einer in den 2 und 3 gezeigten Betriebsstellung, in der sie aufgeschwenkt sind und einander gegenüberliegend und horizontal positioniert sind, in eine in den 4 und 5 gezeigte Ruhestellung, in der sie abgeschwenkt sind, verstellt werden. Zumindest die Betriebsstellung gemäß der 2 und 3 kann über eine Arretiereinrichtung, beispielsweise ein Rastmechanismus, der manuell zu lösen ist, aber auch gegebenenfalls elektrisch gesteuert, fixiert werden. Gleichermaßen kann natürlich auch die Ruhestellung gemäß der 4 und 5 über einen Arretiermechanismus fixiert werden.
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In jedem Fall liegen in der Ruhestellung die Bauteile 13a, 13b abgeschwenkt und parallel zum Träger 6, so dass, wenn der Träger 6 beispielsweise schwenkbar am Kraftfahrzeug 2 angeordnet ist, dieser auf einfache Weise eingeschwenkt und hinter einer Heckschürze verstaut werden kann. Zum Verbringen in die Betriebsstellung werden die Bauteile 13a, 13b auf einfache Weise manuell zur Seite geschwenkt.
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6 zeigt das Anhängerkupplungsteil 9 mit der Kugelpfanne 10 und dem Arretiermechanismus 11, sowie der Feststelleinrichtung 12. Auch diese besteht hier aus zwei Bauteilen 18a, 18b, die aneinander gegenüberliegend und zur Seite abragend an der Kugelpfanne 10 angeordnet sind. Sie sind fest angeordnet, sind also nicht verschwenkbar, können aber gleichermaßen auch schwenkbar gelagert sein.
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Bei den Bauteilen 18a, 18b respektive dem zweiten Feststellelement 12 kann es sich ebenfalls um ein elektromagnetisches Feststellelement handeln, das heißt, dass die Bauteile 18a, 18b ebenfalls Elektromagneten aufweisen. Diese können ebenfalls über die Steuerungseinrichtung 16 seitens des Kraftfahrzeugs angesteuert werden. Zu diesem Zweck ist lediglich eine entsprechende Verbindungs- oder Steuerleitung vom Kraftfahrzeug 2 zur zweiten Feststelleinrichtung 12 zu führen und dort anzuschließen, so dass die in 6 nicht gezeigten Elektromagneten dortseits bestromt werden können. Auch in diesem Fall kann dann seitens des zweiten elektromagnetischen Feststellelements 12 ein externes Magnetfeld erzeugt werden, das mit dem ersten, ebenfalls elektromagnetisch ausgelegten Feststellelement 8 zusammenwirkt. Im gezeigten Beispiel sei angenommen, dass es sich bei den beiden plattenförmigen Bauteilen 18a, 18b um einfache ferromagnetische Bauteile handelt, die mit dem ersten elektromagnetischen Feststellelement 8 bzw. dem über dieses erzeugten externen Magnetfeld magnetisch koppeln können.
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7 zeigt eine Seitenansicht des Anhängerkupplungsteils 9 aus 6. Gezeigt ist das Bauteil 18b, an dem an seiner Unterseite ein Gleit- oder Rollelement 19, hier beispielsweise eine Kugel, vorspringt. Dieses Gleit- oder Rollelement 19 respektive die Kugel läuft in einer Führungsnut 20, die, siehe 3, am Bauteil 13b des Fahrzeugkupplungsteils 5 ausgebildet ist. Natürlich kann auch an der gegenüberliegenden Seite, also am Bauteil 18a, ein solches Gleit- oder Rollelement vorgesehen sein, wie auch eine entsprechende Führungsnut 20 am Bauteil 13a. Das oder die Gleit- oder Rollelemente dienen dazu, die beiden jeweils einander gegenüberliegenden Bauteile 13a, 18a und 13b, 18b quasi reibungsfrei übereinander gleiten zu lassen.
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Das Gleit- oder Rollelement 19 ist jedoch gegen die Rückstellkraft eines Federelements 21 in eine Ausnehmung 22 am Bauteil 18b eindrückbar, wenn die jeweiligen Bauteile 13a, 18a und 13b, 18b magnetisch miteinander koppeln, also fest gegeneinander angezogen werden.
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8 zeigt die magnetisch gekoppelte Verbindung zwischen den beiden Kupplungseinrichtungen 5 und 9. Ersichtlich liegen die jeweiligen Bauteile 13a, 18a und, hier gezeigt, 13b, 18b flächig übereinander. Über die Steuerungseinrichtung 16 sind die Elektromagneten 14a, 14b angesteuert und erzeugen ein nach außen wirkendes Magnetfeld, das bewirkt, dass die ferromagnetische Bauteile 18a, 18b angezogen werden und mithin eine magnetische, feste Verbindung zwischen den beiden Feststellelementen 8 und 12 gegeben ist.
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Eine entsprechende Aufsicht auf die Kupplungsanordnung ist in 9 gezeigt. Die beiden Doppelpfeile P deuten an, dass das Anhängerkupplungsteil 9 relativ zum Fahrzeugkupplungsteil 5 verschwenkt werden kann, wenn dies die magnetische Kopplung zulässt. Je nachdem, wie stark das Magnetfeld ist, das über das erste elektromagnetische Feststellelement 8 erzeugt wird, umso schwächer oder stärker ist die magnetische Kopplung, also die Reibverbindung zwischen den Feststellelementen 8 und 12. Je kleiner oder größer die Reibung ist, umso leichter oder schwerer ist ein Verschwenken der Kupplungsteile 5 und 9 relativ zueinander möglich, so dass über die Stärke der magnetischen Kopplung auf sehr effektive Weise einem etwaigen Schlingern des Anhängers 3 relativ zum Fahrzeug 2 entgegengewirkt bzw. das Schlingern unterbunden werden kann. Dabei kann die magnetische Kupplung so stark sein, dass eine Schwenkbewegung nahezu oder vollständig unterbunden wird, so dass quasi eine starre Achse zwischen Kraftfahrzeug 2 und Anhänger 3 gegeben ist.
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Wie beschrieben erfolgt die Steuerung des elektromagnetischen Feststellelements 8 über die Steuerungseinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs. Es ist daher möglich, bei Bedarf die magnetische Kupplung zuzuschalten oder abzuschalten respektive beliebig in der Kupplungsstärke und damit der Steifheit zu variieren.
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Nachdem, wie ausgeführt, der Steuerungseinrichtung 16 auch eine Vielzahlweiterer fahrzeug- oder fahrbetriebsspezifische Daten vorliegen, ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Kupplungseinrichtung dann zuzuschalten, wenn eine hinreichend hohe Fahrgeschwindigkeit gegeben ist, oder wenn eine Positionsinformation eine Position des Gespanns außerhalb eines bewohnten Gebietes oder dergleichen anzeigt. Auch ist eine Variationenabhängigkeit von Umfelddaten möglich, beispielsweise wenn ein etwaiger Niederschlag oder eine zur Eisbildung führende Temperatur oder ähnliches sensiert wird. Das heißt, dass die Steuerungseinrichtung hochgradig flexibel auf die gegebene Fahrsituation reagieren kann und die elektromagnetische Kupplung zuschalten oder stärker oder schwächer auslegen kann.
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Wenngleich die vorstehenden Figuren nur ein elektromagnetisches Feststellelement 8 zeigen, wäre es auch denkbar, das zweite Feststellelement 12 als elektromagnetisches Feststellelement auszubilden. In diesem Fall würde auch dieses über eine zusätzliche, vom Kraftfahrzeug 2 zum Anhänger 3 geführte Steuerleitung angesteuert werden. Es würden dann beide Feststelleinrichtungen einander aktiv anziehen.
