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Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsarm, der über einen Kugelhals an einer am Kraftfahrzeug befestigten oder befestigbaren Anschlussplatte zwischen einer verriegelten Gebrauchsstellung und einer entriegelten Nichtgebrauchsstellung schwenkbar gelagert ist, und mit einer Stelleinrichtung zum Umschalten zwischen der verriegelten Gebrauchsstellung und der entriegelten Nichtgebrauchsstellung.
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Aus der europäischen Offenlegungsschrift
EP 3 098 096 A2 und den europäischen Patentschriften
EP 2 163 410 B1 ,
EP 2 799 261 B1 ,
EP 2 277 724 B1 ist eine zwischen einer Arbeits- und Ruheposition schwenkbare Anhängerkupplung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Anhängerkupplung einen Kugelhals aufweist, welcher über ein Übertragungselement mit einer Anschlussplatte drehfest verbindbar ist, wobei durch eine Betätigung eines Entriegelungselements die Anhängerkupplung zwischen der Arbeits- und Ruheposition schwenkbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anhängerkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Anhängerkupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsarm, der über einen Kugelhals an einer am Kraftfahrzeug befestigten oder befestigbaren Anschlussplatte zwischen einer verriegelten Gebrauchsstellung und einer entriegelten Nichtgebrauchsstellung schwenkbar gelagert ist, und mit einer Stelleinrichtung zum Umschalten zwischen der verriegelten Gebrauchsstellung und der entriegelten Nichtgebrauchsstellung, dadurch gelöst, dass ein Verbindungselement eine Außenkontur aufweist, die komplementär zu einer Innenkontur des Kugelhalses ist, der in der verriegelten Gebrauchsstellung der Anhängerkupplung drehfest mit dem Verbindungselement verbindbar ist, um in der verriegelten Gebrauchsstellung der Anhängerkupplung eine direkte Lasteinleitung vom Kugelhals in die Anschlussplatte zu realisieren, wobei die Stelleinrichtung in der verriegelten Gebrauchsstellung der Anhängerkupplung lastfrei ist. Die Innenkontur des Kugelhalses und der Außenkontur des Verbindungselements sind zum Beispiel polygonförmig oder sternförmig, um einen Formschluss zur drehfesten Verbindung zwischen dem Kugelhals und dem Verbindungselement in der verriegelten Gebrauchsstellung der Anhängerkupplung zu ermöglichen. Durch die direkte Lasteinleitung vom Kugelhals in die Anschlussplatte kann die Stelleinrichtung vorteilhaft mechanisch vom Lastpfad entkoppelt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement an der Anschlussplatte befestigt ist. Das Verbindungselement ist zum Beispiel mit Hilfe von Befestigungselementen, wie Schrauben, fest mit der Anschlussplatte verbunden. Die Anschlussplatte wiederum ist fest mit einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs verbindbar beziehungsweise verbunden. Je nach Ausführung der Anhängerkupplung kann das Verbindungselement auch einstückig mit der Anschlussplatte verbunden sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelhals zwischen der verriegelten Gebrauchsstellung und der entriegelten Nichtgebrauchsstellung axial verschiebbar auf einem Lagerbolzen gelagert ist. Der Lagerbolzen ist am Verbindungselement befestigt. Zur Befestigung kann der Lagerbolzen zum Beispiel in das Verbindungselement eingeschraubt sein. Je nach Ausführung kann der Lagerbolzen auch einstückig mit dem Verbindungselement verbunden sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung einen Stößel umfasst, der in dem Lagerbolzen axial verschiebbar ist. Eine axiale Verschiebung des Stößels wird zum Beispiel elektromotorisch eingeleitet. Der Stößel kann aus Sicherheitsgründen so ausgeführt sein, dass die Anhängerkupplung bei einem Ausfall des optional vorgesehenen elektromotorischen Antriebs für den Stößel in seiner verriegelten Gebrauchsstellung verbleibt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stößel ein Führungsstift angebracht ist, der in einem Langloch des Lagerbolzens axial geführt ist. Über die Länge des Langlochs kann eine Stellbewegung des Führungsstifts relativ zu dem Lagerbolzen auf einfache Art und Weise begrenzt werden. Darüber hinaus verhindert der in dem Langloch des Lagerbolzens geführte Führungsstift ein Verdrehen des Stößels in dem Lagerbolzen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift mit einem Außengewinde in ein Innengewinde des Stößels eingeschraubt ist. Dadurch wird die Montage der Anhängerkupplung vereinfacht. Der Kugelhals umfasst für die Montage des Führungsstifts in dem Stößel vorteilhaft ein Durchgangsloch, durch welches der Führungsstift bei der Montage eingeführt werden kann.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelhals durch eine Federeinrichtung so in Richtung der Anschlussplatte vorgespannt ist, dass der Kugelhals mit seiner Innenkontur in die Außenkontur des Verbindungselements eingreift. Die Federeinrichtung ist zum Beispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt. Durch die Vorspannung der Federeinrichtung wird der Kugelhals mit seiner Innenkontur in Eingriff mit der Außenkontur des Verbindungselements gehalten, solange die Stelleinrichtung nicht betätigt wird. Bei einer Betätigung der Stelleinrichtung wird der Kugelhals über den Stößel und den Führungsstift in axialer Richtung verschoben, so dass der Formschluss zwischen dem Kugelhals und dem Verbindungselement aufgehoben wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung in einem Ringraum zwischen dem Lagerbolzen und dem Kugelhals angeordnet ist. So wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Federeinrichtung vor Beschädigungen bei der Montage der Anhängerkupplung geschützt ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anhängerkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung in axialer Richtung zwischen einem Bund des Lagerbolzens und einem Absatz des Kugelhalses eingespannt ist. Über die axiale Abmessung des Ringraums kann zusammen mit der Federrate der Federeinrichtung und deren Abmessungen eine gewünschte Größe der Vorspannkraft eingestellt werden. Der Ringraum, in dem die Federeinrichtung angeordnet ist, übt darüber hinaus eine Führungsfunktion auf die Federeinrichtung aus.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Montieren einer vorab beschriebenen Anhängerkupplung. Durch die beanspruchte Konstruktion kann die Anhängerkupplung auf einfache Art und Weise zwischen ihrer verriegelten Gebrauchsstellung und ihrer entriegelten Nichtgebrauchsstellung verstellt werden.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Kupplungsarm, eine Anschlussplatte, eine Stelleinrichtung, einen Kugelhals, einen Lagerbolzen, einen Stößel, einen Führungsstift und/oder eine Federeinrichtung für eine vorab beschriebene Anhängerkupplung. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Anhängerkupplung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Längsschnittdarstellung einer Anhängerkupplung in ihrer verriegelten Gebrauchsstellung;
- 2 die Anhängerkupplung aus 1 in ihrer entriegelten Nichtgebrauchsstellung;
- 3 die Ansicht eines Querschnitts durch eine Formschlussgeometrie zur drehfesten Verbindung zwischen einem Kugelhals und einem Verbindungselement der Anhängerkupplung aus den 1 und 2;
- 4 eine perspektivische Darstellung der Anhängerkupplung aus den 1 und 2 mit einem Kupplungsarm, einem Kugelhals und einem als Kupplungskugel ausgeführten Kuppelkörper; und die
- 5 + 6 zwei Explosionsdarstellungen der Anhängerkupplung aus den 1 und 2.
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In 4 ist eine Anhängerkupplung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsarm 2 perspektivisch dargestellt. Der Kupplungsarm 2 ist über einen Kugelhals 3 schwenkbar an einer Anschlussplatte 4 angebracht.
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Die Anschlussplatte 4 ist an einer (nicht dargestellten) Tragstruktur des Kraftfahrzeugs befestigbar. An der Anschlussplatte 4 ist der Kupplungsarm 2 zwischen einer verriegelten Gebrauchsstellung, die in 1 dargestellt ist, und einer entriegelten Nichtgebrauchsstellung, die in 2 dargestellt ist, schwenkbar gelagert.
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An einem in 4 freien Ende des Kupplungsarms 2 ist ein Kuppelkörper 6 angebracht, der als Kupplungskugel ausgeführt ist. Ein Lagerbolzen 5 dient dazu, den Kugelhals 3 der Anhängerkupplung 1 schwenkbar an der Anschlussplatte 4 zu lagern.
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In den 1 und 2 sieht man, dass der Lagerbolzen 5 mit einer Stelleinrichtung 10 kombiniert ist. Die Stelleinrichtung 10 umfasst ein Verbindungselement 11, das mit Hilfe von insgesamt sechs Schrauben 23, 24 an der Anschlussplatte 4 befestigt ist.
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Das Verbindungselement 11 umfasst ein zentrales Durchgangsloch mit einem Innengewinde, in das der Lagerbolzen 5 mit einem Außengewinde eingeschraubt ist. Der Lagerbolzen 5 liegt mit einem Bund 15 in axialer Richtung an dem Verbindungselement 11 an. Die feste Verbindung zwischen dem Lagerbolzen 5 und dem Verbindungselement 11 ist durch eine Kontermutter 35 gesichert.
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Der Lagerbolzen 5 umfasst ein zentrales Durchgangsloch, in welchem ein Stößel 12 in axialer Richtung hin und her bewegbar ist. An dem Stößel 12 ist ein Führungsstift 13 befestigt. Der Führungsstift 13 umfasst ein Außengewinde, in dem der Führungsstift 13 in ein quer verlaufendes Durchgangsloch 36 mit einem komplementären Innengewinde des Stößels 12 eingeschraubt ist.
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Der Führungsstift 13 ist mit seinen beiden aus dem Durchgangsloch 36 herausragenden Enden in einem Langloch 14 des Lagerbolzens 5 geführt. Durch die Führung des Führungsstifts 13 in dem Langloch 14 wird einerseits ein Verdrehen des Stößels 12 in dem Lagerbolzen 5 verhindert. Darüber hinaus begrenzt die axiale Abmessung des Langlochs 14 die axiale Bewegung des Führungsstifts 13 in dem Langloch 14.
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Der Lagerbolzen 5 weist an seinem in den 1 und 2 rechten Ende einen Bund 16 auf. Innerhalb des Bundes 16 weist der Lagerbolzen 5 eine zentrale Ausnehmung 17 in Form eines Innensechskants auf. Die innensechskantförmige Ausnehmung 17 stellt einen Montageeingriff für ein (nicht dargestelltes) Montagewerkzeug dar, mit dem der Lagerbolzen 5 in das an der Anschlussplatte 4 befestigte Verbindungselement 11 eingeschraubt wird.
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In 1 ist durch zwei gestrichelte Linien 7, 9 ein Lastpfad für die Anhängerkupplung 1 in ihrer verriegelten Gebrauchsstellung angedeutet. Durch eine Federeinrichtung 18 ist die Anhängerkupplung 1 in ihre verriegelte Gebrauchsstellung vorgespannt.
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Die Federeinrichtung 18 ist als Schraubendruckfeder ausgeführt und in einem Ringraum 19 angeordnet. Der Ringraum 19 wird radial innen von dem Lagerbolzen 5 begrenzt. Radial außen wird der Ringraum 19 von dem Kugelhals 3 begrenzt. In axialer Richtung ist die Federeinrichtung 18 zwischen dem Bund 16 des Lagerbolzens 5 und einer axialen Anschlagfläche 25 eingespannt, die an einem Absatz 20 des Kugelhalse 3 ausgebildet ist.
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Durch die Vorspannkraft der Federeinrichtung 18 wird der Kugelhals 3 in 1 so nach rechts in Richtung der Anschlussplatte 4 gedrückt, dass eine Formschlussgeometrie 8 zwischen dem Kugelhals 3 und dem Verbindungselement 11 geschlossen bleibt. Durch die Formschlussgeometrie 8 wird zum einen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kugelhals 3 und dem Verbindungselement 11 geschaffen.
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Darüber hinaus wird, wie durch die gestrichelten Pfeile 7 und 9 angedeutet ist, eine direkte Lasteinleitung vom Kugelhals 3 in die Anschlussplatte 4 sichergestellt. Dabei bleibt der Führungsstift 13 der Stelleinrichtung 10 sowohl von dem Verbindungselement 11 als auch von dem Kugelhals 3 beabstandet. Dadurch kann die Stelleinrichtung 10 in der verriegelten Gebrauchsstellung der Anhängerkupplung 1 lastfrei gehalten werden.
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In 2 ist durch einen Pfeil 21 angedeutet, dass der Stößel 12 bei einer Betätigung der Stelleinrichtung 10 in dem Lagerbolzen 5 nach rechts bewegt wird, bis der Führungsstift 13 an einer Anschlagfläche 26 anschlägt, die an dem Absatz 20 des Kugelhalses 3 ausgebildet ist. Bei einer weiteren Bewegung des Stößels 12 mit dem Führungsstift 13 bewegt sich der Kugelhals 3 in 2 entgegen der Vorspannkraft der Federeinrichtung 18 nach rechts in seine entriegelte Nichtgebrauchsstellung.
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Durch einen Pfeil 22 ist in 2 angedeutet, dass der Kugelhals 3 relativ zu der Anschlussplatte 4 und dem Lagerbolzen 12 verdreht werden kann. In der entriegelten Nichtgebrauchsstellung befindet sich eine Innenkontur 31 des Kugelhalses 3 nicht mehr mit einer Außenkontur 32 des Verbindungselements 11 in Eingriff.
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In 3 sieht man, dass die Formschlussgeometrie 8 eine polygonförmige oder sternförmige Innenkontur 31 an dem Kugelhals 3 und eine komplementär dazu ausgebildete Außengeometrie 32 an dem Verbindungselement 11 umfasst. Bei geschlossener Formschlussgeometrie 8 ergibt sich der in 1 gestrichelt angedeutete Lastpfad 7, 9. Bei geöffneter Formschlussgeometrie 8 kann der Kugelhals 3, wie in 2 durch den Pfeil 22 angedeutet ist, relativ zu der Anschlussplatte 4 verdreht werden.
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In 5 ist eine Explosionsdarstellung der Schrauben 23, 24, der Kontermutter 35, der Anschlussplatte 4 und des Verbindungselements 11 gezeigt.
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In 6 ist eine Explosionsdarstellung des Stößels 12, des Führungsstifts 13 des Lagerbolzens 5, der Federeinrichtung 18 und des Kupplungsarms 2 gezeigt. In 6 sieht man, dass der Kugelhals 3 ein Loch 37 aufweist. Durch das Loch 37 kann der Führungsstift 13 in das Durchgangsloch 36 des Stößels 12 montiert, insbesondere eingeschraubt, werden.
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In 1 ist der Kugelhals 3 nicht drehbar auf dem Verbindungselement 11 gelagert. Die Lasteinleitung erfolgt, wie durch die gestrichelten Pfeile 7, 9 angedeutet ist, über die Formschlussgeometrie 8. Der Führungsstift 13 ist vom Lastpfad entkoppelt. Die Federeinrichtung 18 hält im Zusammenwirken mit dem Lagerbolzen 5 und dem Kugelhals 3 die Anhängerkupplung 1 in der Gebrauchsstellung.
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In 2 ist der Kugelhals 3 durch die Axialbewegung des Stößels 12 mit dem Führungsstift 13 entriegelt. Der Kugelhals 3 ist relativ zu dem Verbindungselement 11 auf dem Lagerbolzen 5 drehbar. In der in 2 dargestellten entriegelten Nichtgebrauchsstellung ist der Kugelhals 3 zwischen einer Arbeitsposition und einer Ruheposition verschwenkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anhängerkupplung
- 2
- Kupplungsarm
- 3
- Kugelhals
- 4
- Anschlussplatte
- 5
- Lagerbolzen
- 6
- Kuppelkörper
- 7
- gestrichelter Pfeil
- 8
- Formschlussgeometrie
- 9
- gestrichelter Pfeil
- 10
- Stelleinrichtung
- 11
- Verbindungselement
- 12
- Stößel
- 13
- Führungsstift
- 14
- Langloch
- 15
- Bund
- 16
- Bund
- 17
- Ausnehmung
- 18
- Federeinrichtung
- 19
- Ringraum
- 20
- Absatz
- 21
- Pfeil
- 22
- Pfeil
- 23
- Schraube
- 24
- Schraube
- 25
- Anschlagfläche
- 26
- Anschlagfläche
- 31
- Innenkontur
- 32
- Außenkontur
- 35
- Kontermutter
- 36
- Durchgangsloch
- 37
- Loch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3098096 A2 [0002]
- EP 2163410 B1 [0002]
- EP 2799261 B1 [0002]
- EP 2277724 B1 [0002]
