-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, mit einem Fahrzeugrahmen und mindestens einer am Fahrzeugrahmen angebrachten Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln einer externen Komponente, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Kupplungseinrichtungen an Fahrzeugen, insbesondere zum Ankuppeln von Fahrzeuganhängern sind seit langem bekannt. Dabei wird am Heck eines Fahrzeuges beispielsweise ein Kupplungshaken mit einem kugelförmigen Lagerkopf befestigt. Auf dem kugelförmigen Lagerkopf kann eine kalottenförmige Hülse eines Anhängerteiles aufgesetzt werden, so dass eine gelenkige Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrzeuganhänger geschaffen wird. Bekannt ist es weiter, auf einem Kalottenkopf eines Anhängerhakens an einem Fahrzeug einen Heckträger, etwa für Fahrräder, aufzusetzen.
-
Auch bei Lastkraftwagen sind Anhängerkupplungen hinreichend bekannt. Dabei kann an dem Zugfahrzeug eine Aufnahme mit einem vertikalen Bolzendurchgang vorgesehen sein. In dieser Aufnahme kann eine Anhängergabel mit einem Auge eingeführt werden. Durch vertikales Einschieben eines Gelenkbolzens werden die Zugmaschine und der Anhänger miteinander schwenkbar um den vertikalen Bolzen verbunden. Ein Fahrzeuggespann mit einer derartigen gelenkigen Kupplung führt zu einer verbesserten Wendigkeit des Gespannes. Allerdings ist die Einsetzbarkeit einer derartigen Kupplungseinrichtung für weitere Zwecke begrenzt.
-
Weiter sind sogenannte Sattelschlepper mit einer etwa horizontalen Kupplungsplatte bekannt, in welche ein vertikaler Kupplungsbolzen eines Aufliegers eingeschoben werden kann. Die so gebildete Verbindung ist auch um den vertikalen Kupplungsbolzen drehbar.
-
Die
US 3 891 237 A zeigt ein Fahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Kupplungseinrichtung anzugeben, welche besonders vielseitig einsetzbar ist.
-
Die Aufgabe wird mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung ein am Fahrzeugrahmen angeordnetes erstes Verbindungselement aufweist, in welches ein zweites Verbindungselement axial in einer Einschieberichtung passend einschiebbar ist, wobei zwischen den beiden Verbindungselementen in dem eingeschobenen Zustand eine starre Verbindung gebildet ist und dass ein Drehgelenk vorgesehen ist, über welches das erste Verbindungselement an dem Fahrzeugrahmen angebracht ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug kann somit eine Ankopplung einer externen Komponente erfolgen. Die externe Komponente kann dabei selbst ein Fahrzeuganhänger, ein anderes Fahrzeug, eine Anbaukomponente für das Fahrzeug oder aber eine Betätigungskomponente sein, mit welcher das Fahrzeug starr oder gelenkig verbunden wird, um das Fahrzeug mit der Betätigungskomponente zu betätigen oder zu manipulieren. Die Kupplungseinrichtung kann somit vielfältig eingesetzt und genutzt werden. Über das Drehgelenk kann eine Drehbarkeit vorzugweise um eine vertikale und/oder horizontale Drehachse sichergestellt werden.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass an zumindest einem der Verbindungelemente, insbesondere an dem ersten Verbindungselement, eine Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, durch welche die beiden Verbindungselemente in dem eingeschobenen Zustand verriegelbar sind. Die Verriegelungseinrichtung sorgt maßgeblich in der Einschieberichtung dafür, dass die beiden Verbindungselemente in dem zusammengeschobenen Zustand fest verbunden und verriegelt sind.
-
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Verriegelungseinrichtung energiebetätigt, insbesondere elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist. Die Verriegelungseinrichtung kann so fernbetätigt werden, insbesondere durch den Fahrer des Fahrzeuges. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Verriegelung von Hand oder eine teilmechanische Verriegelung, etwa mit mindestens einem federgespannten Verriegelungsbolzen möglich.
-
Eine besonders kompakte und zugleich stabile Verbindungsanordnung kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Verbindungselemente plattenförmig ausgebildet sind, wobei einerseits mindestens eine Aufnahme und andererseits ein dazu passender Vorsprung angeordnet sind. Es können auch mehrere Aufnahmen und mehrere Vorsprünge an den jeweiligen Verbindungselementen angeordnet sein. Die plattenförmigen Verbindungselemente erlauben großflächige Kontaktbereiche zwischen den Verbindungselementen bei einer gleichzeitig geringen Bauhöhe. Auf diese Weise kann die Kupplungseinrichtungen mit den plattenförmigen Verbindungselementen beispielsweise an einem Unterboden des Fahrzeugs oder innerhalb des Fahrzeugrahmens, etwa an einem Heck oder Frontbereich des Fahrzeuges angeordnet werden.
-
Eine besonders gute mechanische starre Verbindung nach einer Ausführungsvariante wird bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug dadurch erzielt, dass in dem eingeschobenen Zustand die Verbindungselemente an vertikalen Anlageflächen und horizontalen Anlageflächen in Kontakt aneinander anliegen. Im verriegelten Zustand erlaubt so die Kupplungseinrichtungen eine starre, formstabile Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der anzukuppelnden externen Komponente. Die Verbindung kann dabei insbesondere so stabil und tragfähig sein, dass über die Verbindung das Fahrzeug insgesamt angehoben und bewegt werden kann. Vorzugsweise ist insbesondere das erste Verbindungselement an dem Fahrzeugrahmen befestigt, so dass eine gute Krafteinleitung in die Fahrzeugstruktur ermöglicht wird. Alternativ oder ergänzend können auch schräge Anlageflächen vorgesehen sein, so dass etwa eine Schwalbenschwanzführung gebildet ist.
-
Für ein Ankuppeln eines Fahrzeuges oder Anhängers kann es nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig sein, dass das Drehgelenk, über welches das erste Verbindungselement an dem Fahrzeugrahmen angebracht ist, mittels einer Feststelleinrichtung feststellbar sein. Dabei kann das Drehgelenk eine Schwenkbarkeit in horizontaler Richtung oder alternativ oder ergänzend auch in einer zusätzlichen Raumrichtung, insbesondere in vertikaler Richtung erlauben. Maßgeblich ist dabei, dass zwischen den beiden Verbindungselementen selbst eine mechanisch starre Verbindung gewährleistet ist, während eine Beweglichkeit gegenüber dem ersten Verbindungselement und dem Fahrzeug, insbesondere einem Fahrzeugrahmen vorgesehen wird. In entsprechender Weise kann auch das zweite Verbindungselement an der externen Komponente drehbar um eine oder mehrere Achsen gelagert sein. Die Drehbarkeit oder Gelenkigkeit kann vorzugsweise jeweils über Sperreinrichtungen mechanisch gesperrt oder blockiert werden. Mittels einer Feststelleinrichtung, welche mindestens einen Verstellzylinder mit einem Arretierbolzen aufweist, kann das Drehgelenk fixiert werden, so dass keine Drehung mehr möglich ist. Der Feststellzylinder kann vorzugsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erzielt, dass die Verbindungselemente mit mindestens einer Steckeinrichtung zum Verbinden mindestens einer elektrischen Energieleitung, einer Datenleitung und/oder einer Fluidleitung versehen sind. Damit kann das erste Verbindungselement an dem Fahrzeug eine Schnittstelle für Versorgungseinrichtungen sein. Es kann dabei insbesondere eine Versorgung mit elektrischer Energie und/oder einem sonstigen Betriebsfluid, etwa Öl, Wasser, Bremsflüssigkeit, Harnstoff, Druckluft etc., vorgesehen sein. Das zweite Verbindungselement kann bei dieser Anordnung ein Trägerarm etwa an einer Tankstelle, einem Parkplatz oder an einer sonstigen geeigneten Servicestation sein, so dass eine Versorgung des Fahrzeuges mit notwendigen Medien jederzeit durchgeführt werden kann. In entsprechender Weise kann über eine Datenleitung eine Datenabfrage oder eine Datenübertragung, etwa für Softwareupdates erfolgen.
-
Das zweite Verbindungselement kann grundsätzlich an einem anderen Fahrzeug, einem Anhänger, einer an dem Fahrzeug zu befestigenden externen Komponente, wie einem Fahrradträger oder an einem sonstigen Element vorgesehen sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das zweite Verbindungselement an einem Trägerarm angebracht ist, welcher ausfahrbar an der anzukuppelnden Komponente gelagert ist. Der Trägerarm kann dabei beispielsweise an einer Tankstelle oder an einer sonstigen Servicestation vorgesehen sein, welche mit dem Fahrzeug etwa zu Auffüllen von Flüssigkeiten oder dem Zuführen von Energie verbunden wird. Der Trägerarm kann aber auch Teil einer Handhabungsvorrichtung sein, mit welcher das Fahrzeug selbst manipuliert und insbesondere bewegt wird. Dies kann beispielsweise bei automatischen Parkgaragen oder bei sonstigen Lagereinrichtungen vorgesehen sein, um ein Fahrzeug zuverlässig und sicher zu parken oder zu lagern.
-
Auch zu Fertigungs- oder Wartungszwecken kann das Fahrzeug mittels des Trägerarmes und dem zweiten Verbindungselement betätigt und bewegt werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass das zweite Verbindungselement an einem zweiten Fahrzeug angebracht ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, zwei oder mehrere Fahrzeuge miteinander zu koppeln. Dabei weist jedes Fahrzeug entsprechende Verbindungselemente an der Vorderseite beziehungsweise der Rückseite auf. Auf diese Weise können zwei oder mehrere Fahrzeuge fest miteinander gekoppelt werden, so dass diese etwa bei einem Fahren auf einer Autobahn in einem Konvoi verfahren werden können.
-
Über die Verbindungselemente können auch automatische Fahrzeugsteuerungen miteinander gekoppelt werden, so dass die verbundenen Fahrzeuge beispielsweise gleichmäßig angetrieben oder abgebremst werden können.
-
Nach einer anderen Verfahrensvariante der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das zweite Verbindungselement an einer Handhabungseinrichtung angebracht ist, welche zum Verfahren, Heben und/oder Versorgen des Fahrzeuges ausgebildet ist. Hierdurch können Versorgungs-, Wartungs-, Service- und sonstige Tätigkeiten effizient und vorzugsweise automatisch über die gekoppelten Verbindungselemente durchgeführt werden. Auch ein Bewegen des Fahrzeuges zu Park- oder Lagerungszwecken ist ohne Weiteres möglich.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschreiben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Kupplungseinrichtungen gemäß der Erfindung beim Einschieben;
- 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kupplungseinrichtungen von 1 in einem eingeschobenen Zustand;
- 3 eine Querschnittsansicht einer zweiten Kupplungseinrichtungen ähnlich zu den 1 und 2, mit einer zusätzlichen Steckeinrichtung;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer dritten Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung beim Zusammenschieben; und
- 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kupplungseinrichtung gemäß 4 in einem eingeschobenen Zustand.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kupplungseinrichtung 10 für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, wobei ein erstes Verbindungselement 20 mit einem kreisscheibenförmigen Grundkörper 22 und ein dazu passendes zweites Verbindungselement 30 vorgesehen sind. Im Grundkörper 22 des ersten Verbindungselementes 20 ist in einer radialen Richtung eine schlitzförmige Aufnahme 24 mit Hinterschneidung vorgesehen, welche zur Aufnahme eines im Querschnitt T-förmigen Vorsprungs 34 an einem scheibenförmigen Grundkörper 32 des zweiten Verbindungselementes 30 ausgebildet ist.
-
Der T-förmige Vorsprung 34 weist in Einsteckrichtung an seiner Vorderseite eine halbkreisförmige Abrundung auf, wobei eine Innenkontur der Aufnahme 24 entsprechend ausgebildet ist. An dem Grundkörper 22 des ersten Verbindungselementes 20 ist ein Mittenloch 28 ausgebildet und an einer Oberseite ist für die Verbindung an das nichtdargestellte Fahrzeug stark schematisiert ein Drehgelenk 26 angeordnet, mit welchem das kreisscheibenförmige erste Verbindungselement 20 um seine Mittenachse drehbar und vorzugsweise feststellbar gelagert ist. Korrespondierend zu einer Mittelachse ist in der Mitte des zweiten Verbindungsteiles 30 eine Verriegelungseinrichtung 12 angeordnet.
-
In dem eingeschobenen Zustand gemäß 2 ist der T-förmige Vorsprung 34 des zweiten Verbindungselementes 30 passend in der schlitzförmigen Aufnahme 24 des ersten Verbindungselementes 20 aufgenommen. Über die Verriegelungseinrichtung 12 kann ein Bolzen in axialer Richtung so in das Mittenloch 28 des ersten Verbindungselementes 20 eingefahren werden, so dass das zweite Verbindungselement 30 in dem ersten Verbindungselement 20 verriegelt angeordnet ist. In entsprechender Weise kann auch das Mittenloch 28 in dem zweiten Verbindungselement 30 angeordnet sein, während die Verriegelungseinrichtung 12 mit dem ausfahrbaren Bolzen an dem ersten Verbindungselement 20 angebracht ist.
-
In dem eingeschobenen Zustand gemäß 2 liegt der T-förmige Vorsprung 34 mit seinen äußeren Anlageflächen umseitig an den inneren Anlageflächen der Aufnahme 24 bündig an. Bei aktivierter Verriegelungseinrichtung 12 wird so eine starre Verbindung zwischen dem ersten Verbindungselement 20 und dem zweiten Verbindungselement 30 geschaffen.
-
Das erste Verbindungselement 20 kann insbesondere an einem Unterboden eines Fahrzeuges angeordnet sein, während das zweite Verbindungselement 30 an einem anderen Fahrzeug, einem Trägerarm oder einer sonstigen Handhabungseinrichtung angebracht ist. Gemäß der Erfindung wird so eine starre Verbindung zwischen einem Fahrzeug und einer externen Komponente ermöglicht.
-
Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung gemäß 3 ist weitgehend gleich zu der ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 2 ausgebildet. In Abweichung von der ersten Ausführungsform ist bei der Kupplungseinrichtung 10 nach 3 an einem Frontbereich des T-förmigen Vorsprungs 34 und korrespondierend hierzu an der entsprechenden Anlagefläche der Aufnahme 24 des ersten Verbindungselementes 20 eine Steckeinrichtung 16 ausgebildet. Die Steckeinrichtung 16 kann dabei ein vorstehendes Steckglied 17 und eine hülsenförmige Steckaufnahme 18 aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steckglied 17 an der schlitzförmigen Aufnahme 24 des ersten Verbindungselementes 20 angeordnet, während die hülsenförmige Steckaufnahme 18 an der Vorderseite des T-förmigen Vorsprungs 34 des zweiten Verbindungselementes 30 positioniert ist.
-
Die Steckeinrichtung 16 ist rein schematisch dargestellt und kann auch in einer sonstigen und beliebigen Weise ausgebildet sein, um beispielsweise eine Verbindung für elektrische Energie, eine Datenverbindung und/oder eine Verbindung für eine Fluidleitung zu schaffen.
-
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung ist in den 4 und 5 gezeigt. Dabei sind an dem ersten Verbindungselement 20 zwei pilzförmige Vorsprünge 34 an einer Unterseite ausgebildet, welche passend in entsprechende Aufnahmen 24 an einer Oberseite des zweiten Verbindungselementes 30 einschiebbar sind. Der Grundkörper 22 des ersten Verbindungselementes 20 und der Grundkörper 32 des zweiten Verbindungselementes 30 sind ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kreisscheibenförmig ausgebildet, wobei die beiden Verbindungselemente 20, 30 im eingeschobenen Zustand gemäß 5 eine bündige zylindrische Anordnung einnehmen. Auch bei der dritten Ausführungsform können eine Verriegelungseinrichtung 12 und eine Steckeinrichtung 16 vorgesehen sein, wie sie zuvor im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 3 dargestellt und beschrieben worden sind.
