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Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung
für Kraftfahrzeuge,
insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Kupplungsarm, der einenends ein
Kopfstück
zum lösbaren
Befestigen eines Anhängers
trägt und
andernends mit einem Wellenstück fest
verbunden ist, das verdrehbar und in axialer Richtung linear bewegbar
in einem fahrzeugfest zu montierenden Lagerteil gelagert ist, wobei
dem Wellenstück
ein linearer motorischer Stellantrieb zugeordnet ist und der Kupplungsarm
zwischen einer im am Fahrzeug montierten Zustand nach hinten gerichteten
Gebrauchsstellung und einer weiter vorne und höher angeordneten Nichtgebrauchsstellung
hin und her verstellbar ist, wobei die Verstellbewegung aneinander
anschließend
einen der Nichtgebrauchsstellung zugewandten linearen Bewegungsabschnitt,
in dem das Wellenstück
in seiner axialen Richtung bewegt wird, und einen der Gebrauchsstellung
zugewandten Schwenk-Bewegungsabschnitt,
in dem das Wellenstück
verdreht wird, enthält.
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Am Fahrzeug unveränderlich feststehend angeordnete
Anhängerkupplungen,
die mit ihrem Kupplungsarm unterhalb des rücksei tigen Stoßfängers des
Fahrzeugs nach hinten hin vorstehen, beeinträchtigen den optischen Eindruck
insbesondere von Personenkraftwagen. Daher scheuen manche Fahrzeugbesitzer
den Anbau einer solchen Kupplung und verzichten somit auf die Möglichkeit,
einen Anhänger
an ihr Fahrzeug ankuppeln zu können.
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Eine aus der
DE 100 04 523 A1 bekannte Anhängerkupplung
der eingangs genannten Art schafft hier Abhilfe. Bei ihr ist der
Kupplungsarm mit dem Kopfstück,
wird die Anhängerkupplung
nicht benötigt,
in der Nichtgebrauchsstellung sozusagen versteckt untergebracht,
so dass er dem Blick eines Betrachters entzogen ist. Will der Fahrer
die Anhängerkupplung
benutzen, muss er lediglich ein zweckmäßigerweise im Innenraum des
Fahrzeugs in seiner Reichweite angeordnetes Bedienelement betätigen, so
dass der Kupplungsarm mit Motorantrieb in seine Gebrauchsstellung
gelangt. Das Zurückbewegen
in die Nichtgebrauchsstellung kann mittels des -gleichen oder eines
weiteren Bedienelements erfolgen.
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Bei der aus der
DE 100 04 523 A1 hervorgehenden
Anhängerkupplung
treibt der lineare motorische Stellantrieb das Wellenstück während des
linearen Bewegungsabschnittes an. Dem Schwenk-Bewegungsabschnitt
ist ein weiterer Stellantrieb zugeordnet, der mittels eines Zahnradgetriebes
und eines durch das Lagerteil greifenden Mitnehmers das Wellenstück verdreht.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zu Grunde, eine konstruktiv einfache sowie möglichst
leichtgewichtige und kostengünstige
Anhängerkupplung
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass am Wellenstück
oder am Lagerteil eine Führungsbahn
mit einem das Wellenstück
während
des linearen Bewegungsabschnitts in axialer Richtung führenden
Linearführungs-Bahnabschnitt und
einem das Wellenstück
während
des Schwenk-Bewegungsabschnitts in Drehrichtung führenden
Drehführungs-Bahnabschnitt
angeordnet ist, wobei der Führungsbahn
ein am Lagerteil bzw. am Wellenstück angeordnetes Führungsmittel
zugeordnet ist, und dass der Stellantrieb mit einer axial gerichteten
Kraftkomponenten und einer ein Drehmoment ausübenden Kraftkomponenten am
Wellenstück
angreift.
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Je nach dem, mit welchem Bahnabschnitt das
Führungsmittel
in Eingriff steht, bestimmt die eine oder andere der beiden Kraftkomponenten
die Bewegungsrichtung des Wellenstücks.
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Somit ist nur ein einziger Stellantrieb
erforderlich. Dabei erfordern die erfindungsgemäßen Maßnahmen nur einen verhältnismäßig geringen konstruktiven
Aufwand. Außerdem
ergibt sich eine Reduzierung des Gewichtes der Anhängerkupplung. Des
Weiteren ist eine kompakte Bauweise möglich.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nun anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung,
die an einem fahrzeugfest zu montierenden Querträger angeordnet ist (das Fahrzeug
ist nicht eingezeichnet) in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entsprechender
Rückansicht
gesehen, wobei der Kupplungsarm seine Gebrauchsstellung einnimmt,
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2 die
Anordnung nach 1 in
entgegen der Fahrtrichtung von vorne her gesehener Schrägansicht,
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 2,
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4 eine
in axialer Richtung des Wellenstücks
gemäß Pfeil
IV gesehene Stirnansicht der Anordnung nach 3,
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5 die
Anordnung nach 2 zu
Beginn der Verstellbewegung des Kupplungsarms, wenn die Verriegelung
zwischen dem Wellenstück
und dem Lagerteil aufgehoben ist,
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6 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 5,
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7 die
Anordnung nach 5, wobei
der Kupplungsarm in seine der Nichtgebrauchsstellung entsprechende
Drehlage verschwenkt worden ist,
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8 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 7,
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9 die
Anordnung nach 7, wobei
der Kupplungsarm durch lineares Verschieben in seine Nichtgebrauchsstellung
bewegt worden ist,
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10 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 9,
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11 die
Anordnung nach 10 in
axialer Richtung des Wellenstücks
gemäß Pfeil
XI gesehen,
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12 eine
hinsichtlich der Verbindung des Stellantriebs mit dem Wellenstück variierte,
ansonsten mit der Ausführungsform
nach den 1 bis 11 übereinstimmende Anhängerkupplung,
wobei nur der genannte Verbindungsbereich dargestellt ist und die gezeigte
Situation der Nichtgebrauchsstellung des Kupplungsarms entspricht,
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13 die
Anordnung nach 12, wenn sich
der Kupplungsarm in seiner Gebrauchsstellung befindet,
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14 eine
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung
bei in die Nichtgebrauchsstellung überführtem Kupplungsarm in Draufsicht
von oben entsprechend Pfeil XIV in 15,
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15 die
Anhängerkupplung
nach 14 im am Kraftfahrzeug
montiertem Zustand in schematischer Seitenansicht entsprechend der
Schnittlinie XIV-XIV in 14,
wobei außerdem
strichpunktiert die Gebrauchsstellung des Kupplungsarms angedeutet
ist,
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16 die
Anhängerkupplung
gemäß den 14 und 15 in entgegen der Fahrtrichtung gesehener
Ansicht von vorne gemäß Pfeil
XVI in geschnittener Darstellung, wobei sich der Kupplungsarm in seiner
Nichtgebrauchsstellung befindet,
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17 die
Anordnung nach 16, wobei der
Kupplungsarm dem linearen Bewegungsabschnitt entlang nach unten
bewegt worden ist,
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18 die
Anhängerkupplung
nach 17, wobei der Kupplungsarm
seinen Schwenk-Bewegungsabschnitt durchlaufen hat und nach hinten
gerichtet ist und
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19 die
Anordnung nach 18, wobei der
Kupplungsarm durch einen linearen Verriegelungs-Bewegungsabschnitt in seine mit dem
Lagerteil verriegelte Gebrauchsstellung überführt worden ist.
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Die aus der Zeichnung hervorgehende
jeweilige Anhängerkupplung 1; 1a wird
im Bereich einer Heckschürze 2 eines
Personenkraftwagens angebracht, die einen hinteren Stoßfänger bildet.
Die Heckschürze 2 geht
nur aus 15 hervor. Diese Einbaulage
gilt jedoch auch für
die Anhängerkupplung 1 gemäß den 1 bis 11. Dabei ist die jeweilige Anhängerkupplung 1; 1a vor
(mit "vorne" ist die Richtung
zum vorderen Fahrzeugende hin gemeint) der Heckschürze 2 fest
mit dem Fahrzeugchassis verbunden, beispielsweise mittels eines
Querträgers 3; 3a,
der sich im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung 4; 4a erstreckt
und beidenends starr am Fahrzeugchassis angebracht wird. An diesem
Querträger 3; 3a sitzt
die Anhängerkupplung 1; 1a.
Die beim Ziehen eines Anhängers
auftretenden Kräfte
werden über
den Querträger 3; 3a in
das Fahrzeugchassis eingeleitet.
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Die Anhängerkupplung 1; 1a weist,
wie bei Anhängerkupplungen
allgemein üblich,
einen Kupplungsarm 5; 5a auf, der einenends, an
seinem freien Ende, ein in der Gebrauchsstellung hochstehend angeordnetes
Kopfstück 6; 6a kugeliger
Gestalt trägt, an
dem ein Anhänger
lösbar
befestigt werden kann. An seinem entgegengesetzten Ende ist der
Kupplungsarm 5; 5a fest mit einem Wellenstück 7; 7a; 7' (die Bezugsziffer 7' bezieht sich
auf die Variante gemäß den 12 und 13) verbunden, so dass er zusammen mit
dem Wellenstück
eine starre Einheit bildet. Das Wellenstück 7; 7a; 7' steht zur gleichen
Seite hin wie das Kopfstück 6; 6a ab.
Das Wellenstück 7; 7a; 7' und der Kupplungsarm 5; 5a ergeben
eine L- oder U-ähnliche
Anordnung.
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Ferner ist das Wellenstück 7; 7a; 7' um seine Wellenachse 10; 10a; 10' verdrehbar
und in seiner axialen Richtung linear bewegbar in der Lagerbohrung 9; 9a eines
bei montierter Anhängerkupplung fahrzeugfest
angeordneten Lagerteils 8; 8a gelagert. Das Lagerteil 8 ist
beim Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 13 an einer vom Querträger 3 abstehenden
Trägerlasche 9 befestigt.
Im Falle der 14 bis 19 erfolgt die Befestigung
am Querträger 3a über ein
weiter unten beschriebenes Kupplungsgehäuse 11a.
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Der Kupplungsarm 5; 5a ist
zwischen einer im am Fahrzeug montierten Zustand nach hinten gerichteten
Gebrauchsstellung (1, 2 und 19 sowie in 15 strichpunktiert angedeutet) und einer
weiter vorne und höher
angeordneten Nichtgebrauchsstellung (9, 14, 15 und 16)
hin und her verstellbar. In der Nichtgebrauchsstellung befindet
sich der Kupplungsarm 5; 5a mit dem Kopfstück 6; 6a vor
der Heckschürze 2,
so dass er nach hinten hin verdeckt angeordnet ist. Die Heckschürze 2 dient
somit als Sichtabdeckung, die den in seiner Nichtgebrauchsstellung
befindlichen Kupplungsarm 5; 5a sozusagen unsichtbar
macht. Dabei verläuft
der Kupplungsarm 5; 5a in seiner Nichtgebrauchsstellung
im Wesentlichen in einer quer zur Fahrtrichtung 4; 4a stehenden Querebene
der Heckschürze 2 entlang
zur Seite hin. Prinzipiell könnte
der Kupplungsarm in seiner Nichtgebrauchsstellung auch vor einem
anderen Fahrzeugteil als der Heckschürze versteckt untergebracht sein.
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In seiner Gebrauchsstellung steht
der Kupplungsarm 5; 5a dagegen nach hinten hin
vor die Heckschürze 2 vor,
so dass das Kopfstück 6; 6a zugänglich ist
und ein Anhänger
angekuppelt werden kann.
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Die Verstellung des Kupplungsarms 5; 5a zwischen
der Nichtgebrauchsstellung und der Gebrauchsstellung sowie umgekehrt
erfolgt mittels eines dem Wellenstück 7; 7a; 7' zugeordneten
linearen motorischen Stellantriebs 12; 12a; 12'. Dem Stellmotor 13; 13a des
jeweiligen Stellantriebs ist mindestens ein Bedienelement im Fahrzeug
zugeordnet, so dass der Stellantrieb 12; 12a; 12' vom Fahrer
des Kraftfahrzeugs eingeschaltet werden kann. Bei dem Stellmotor 13; 13a handelt
es sich um einen elektrisch betriebenen Motor. Die Stromversorgung
erfolgt vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs her. Die zugehörigen Leitungen
und Elektronikelemente wurden in der Zeichnung weggelassen. Die
entsprechende Beschaltung kann von einem Fachmann ohne Weiteres durchgeführt werden.
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Die Verstellbewegung setzt sich aus
mehreren Bewegungsabschnitten zusammen. Ausgehend von der Nichtgebrauchsstellung
durchläuft
der Kupplungsarm 5; 5a zunächst einen linearen Bewegungsabschnitt,
indem das Wellenstück 7; 7a; 7' in seiner axialen
Richtung nach unten bewegt wird. Dies entspricht im Falle des ersten
Ausführungsbeispiels dem Übergang
zwischen der 9 und der 7 und im Falle des anderen
Ausführungsbeispiels
dem Übergang
von der 16 zur 17. Am unteren Ende dieses
linearen Bewegungsabschnitts nimmt der Kupplungsarm 5; 5a die
gleiche Schwenklage wie in der Nichtgebrauchsstellung ein. An diesen
linearen Bewegungsabschnitt schließt sich ein Schwenk-Bewegungsabschnitt
an, in dem das Wellenstück 7; 7a; 7' verdreht und
somit der Kupplungsarm 5; 5a in seine der Gebrauchsstellung
entsprechende Lage verschwenkt wird. Dieser Schwenk-Bewegungsabschnitt
liegt zwischen den 7 und 5 bzw. zwischen den 17 und 18. Prinzipiell können diese beiden Bewegungsabschnitte
genügen.
Der Kupplungsarm 5; 5a würde sich dann am Ende des Schwenk-Bewegungsabschnitts
in seiner Gebrauchsstellung befinden .
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Zweckmäßigerweise schließt sich
jedoch an den Schwenk-Bewegungsabschnitt
noch ein Verriegelungs-Bewegungsabschnitt an, in dem das Wellenstück 7; 7a; 7' und somit der
Kupplungsarm 5; 5a wieder linear in axialer Richtung
bewegt wird, allerdings nur ein kurzes Stück, wobei das Wellenstück 7; 7a; 7' und das Lagerteil 8; 8a in
Verriegelungseingriff miteinander gelangen, so dass der Kupplungsarm
in seiner Gebrauchsstellung gegen ein Verschwenken gesichert ist.
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Die Sicherung in der Gebrauchsstellung könnte prinzipiell
jedoch auch in anderer Weise erfolgen.
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Beim Verstellen des Kupplungsarms 5; 5a aus
der Gebrauchsstellung in die Nichtgebrauchsstellung laufen die geschilderten
Bewegungsabschnitte in umgekehrter Richtung ab.
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Bei der Verstellbewegung bewegt sich
der Kupplungsarm 5; 5a unten an der Heckschürze 2 vorbei
oder durch eine in der Heckschürze 2 angeordnete Öffnung.
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Der Kupplungsarm 5; 5a wird
durch den einzigen Stellantrieb 12; 12a; 12' angetrieben.
Dabei ist am Wellenstück 7; 7a; 7' eine Führungsbahn 14; 14a angeordnet,
die bei allen Ausführungsbeispielen gleich
ausgebildet ist. Der Führungsbahn 14; 14a ist. ein
am Lagerteil 8; 8a angeordnetes Führungsmittel 15; 15a zugeordnet.
Die Führungsbahn 14; 14a bildet einen
das Wellenstück 7; 7a; 7' während des
in der Winkelstellung der Nichtgebrauchsstellung ausgeführten linearen
Bewegungsabschnitts in axialer Richtung führenden Linearführungs-Bahnabschnitt 16; 16a und
einen das Wellenstück 7; 7a; 7' während des
Schwenk-Bewegungsabschnitts in Drehrichtung führenden Drehführungs-Bahnabschnitt 17; 17a,
der sich vom oberen Ende des Linearführungs-Bahnabschnitts 16; 16a rechtwinkelig
in Umfangsrichtung weg erstreckt.
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Die Führungsbahn 14, 14a wird
von einer Führungsnut
gebildet, die dementsprechend einen Linearführungs-Nutabschnitt und einen
Drehführungs-Nutabschnitt
bildet. Die Führungsnut
und deren Nutabschnitte werden nachstehend, der Übersichtlichkeit wegen, mit
den gleichen Bezugsziffern wie die Führungsbahn und deren Bahnabschnitte
bezeichnet.
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In diese Führungsnut 14; 14a greift
ein das Führungsmittel 15; 15a bildendes
Führungsglied
ein. Die Führungsnut 14; 14a ist
am Außenumfang
des Wellenstücks 7; 7a; 7' angeordnet.
Das das Führungsmittel 15; 15a bildende
Führungsglied
befindet sich am Innenumfang des Lagerteils 8; 8a und
wird beim Ausführungsbeispiel
vom vorderen Endbereich eines durch das Lagerteil 8; 8a greifenden,
beispielsweise geschraubten, Führungsbolzens 18; 18a gebildet.
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Prinzipiell könnte die Anordnung auch umgekehrt
so getroffen sein, dass die Führungsbahn
am Lagerteil und das Führungsmittel
am Wellenstück
angeordnet ist. Diese Lösung
wäre zwar
platzaufwändiger,
jedoch preisgünstiger.
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Der Stellantrieb 12; 12a; 12' ist so ausgebildet
und angeordnet, dass er mit einer axial gerichteten Kraftkomponenten
und einer ein Drehmoment ausübenden
Kraftkomponenten am Wellenstück 7; 7a; 7' angreift, wie
im Einzelnen noch erläutert
wird.
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In der Nichtgebrauchsstellung befindet
sich das Führungsmittel 15 am
unteren Ende des Linearführungs-Nutabschnitts 16; 16a,
wobei die Stirnwand des Linearführungs-Nutabschnitts 16; 16a einen
Anschlag bildet, mit dem das Wellenstück 7; 7a; 7' in der Nichtgebrauchsstellung
am Führungsmittel 15; 15a anliegt,
so dass man eine definierte Nichtgebrauchsstellung erhält. Dies
könnte
jedoch auch mit einem anderen Anschlag erreicht werden. Wird der
Stellantrieb 12; 12a; 12' in Richtung auf die Gebrauchsstellung
hin in Gang gesetzt, bewegt die axial gerichtete Kraftkomponente
des Stellantriebs das Wellenstück 7; 7a; 7' nach unten.
Dabei wird die ein Drehmoment auf das Wellenstück ausübende Kraftkomponente über das
Führungsmittel 15; 15a vom
Lagerteil 8; 8a aufgenommen.
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Am unteren Ende des linearen Bewegungsabschnitts
des Kupplungsarms 5; 5a gelangt das obere Ende
des Linearführungs-Nutabschnitts 16; 16a zum
Führungsmittel 15; 15a,
so dass sich der Kupplungsarm 5; 5a nicht weiter
nach unten bewegen kann. An dieser Stelle wird dann nicht mehr die ein
Drehmoment erzeugende Kraftkomponente sondern die axiale Kraftkomponente
des Stellantriebs über
das Führungsmittel 15;
15a vom Lagerteil 8; 8a aufgenommen. Da an dieser
Stelle der Drehführungs-Nutabschnitt 17; 17a abgeht,
wird nun die ein Drehmoment ausübende
Kraftkomponente wirksam, so dass sich das Wellenstück 7; 7a; 7' unter Eingreifen
des Führungsmittels 15; 15a in
den Drehführungs-Nutabschnitt 17; 17a verdreht,
bis das Führungsmittel 15; 15a zum
entgegengesetzten Ende des Drehführungs-Nutabschnitts 17; 17a gelangt. Der
Kupplungsarm 5; 5a hat dann seine der Gebrauchsstellung
entsprechende Schwenklage erreicht.
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Die Länge des Linearführungs-Bahnabschnitts 16; 16a richtet
sich nach den örtlichen
Gegebenheiten am Kraftfahrzeug. Je länger dieser Nutabschnitt ist,
um so weiter kann der Kupplungsarm 5; 5a in der
Nichtgebrauchsstellung nach oben bewegt werden.
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Die Länge des Drehführungs-Nutabschnitts 17; 17a richtet
sich danach, welche Schwenkwinkeldifferenz zwischen der Gebrauchsstellung
und der Nichtgebrauchsstellung besteht. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der
Drehführungs-Nutabschnitt 17; 17a über einen
Winkel im Bereich von etwa 70° bis 110°, insbesondere
im Bereich von etwa 90°,
so dass der Kupplungsarm 5; 5a bei montierter
Anhängerkupplung
in der Nichtgebrauchsstellung eine quer zur Fahrtrichtung 4; 4a gerichtete
Lage einnimmt, wie bereits erwähnt
worden ist.
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Das Wellenstück 7; 7a; 7' durchgreift
das Lagerteil 8; 8a und ragt beiderseits des Lagerteils 8; 8a aus
diesem vor. Am an der dem Kupplungsarm 5; 5a abgewandten
Seite des Lagerteils 8; 8a aus diesem ragenden
Bereich des Wellenstücks 7; 7a; 7' ist eine radial
vorstehende Verriegelungspartie 19; 19a angeordnet,
die zur zugewandten Stirnseite des Lagerteils 8; 8a gerichtete
Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a aufweist.
Den Verriegelungsmitteln sind Gegenverriegelungsmittel 22, 23; 22a am
Lagerteil 8; 8a zugeordnet. In der Nichtgebrauchsstellung
sind die Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a,
wie aus den 9, 10 und 16 hervorgeht, den Gegenverriegelungs mitteln 22, 23, 22a sowohl
in axialer Richtung als auch in Drehrichtung entfernt. Sie bewegen
sich während des
linearen Bewegungsabschnitts in axialer Richtung und während des
Schwenk-Bewegungsabschnitts des Kupplungsarms in Drehrichtung auf
die Gegenverriegelungsmittel 22, 23; 22a zu,
so dass die Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a am
Ende des Schwenk-Bewegungsabschnitts
den Gegenverriegelungsmitteln 22, 23; 22a in
axialer Richtung gegenüberliegen,
wie in den 5, 6 und 18 gezeigt ist. Mit Hilfe der Verriegelungsmittel
und der Gegenverriegelungsmittel wird der Kupplungsarm 5; 5a in
seiner Gebrauchsstellung in Drehrichtung mit dem Lagerteil 8; 8a verriegelt.
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Um dies zu erreichen, weist die Führungsbahn 14; 14a bzw.
die diese bildende Führungsnut
einen Verriegelungs-Bahnabschnitt 24; 24a bzw.
Verriegelungs-Nutabschnitt auf, der an das dem Linearführungs-Nutabschnitt 16; 16a abgewandte
Ende des Drehführungs-Bahnabschnitts 17; 17a anschließt und parallel
zum Linearführungs-Nutabschnitt 16; 16a verläuft. Der
Verriegelungs-Nutabschnitt 24; 24a stellt sozusagen
eine um den Bogenwinkel des Drehführungs-Nutabschnitts 17; 17a versetzte
Verlängerung
des Linearführungs-Nutabschnitts 16; 16a dar,
d.h. er erstreckt sich mit Bezug auf den Drehführungs-Nutabschnitt 17; 17a zur
entgegengesetzten Seite hin wie der Linearführungs-Nutabschnitt 16; 16a.
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Auf diese Weise wird am Übergang
zwischen dem Drehführungs-Nutabschnitt 17; 17a und
dem Verriegelungs-Nutabschnitt 24; 24a wieder
die axial gerichtete Kraftkomponente des Stellantriebs 12; 12a; 12' wirksam, so
dass das Wellenstück 7; 7a; 7' wieder in axialer
Richtung bewegt wird. Bei diesem linearen Verriegelungs-Bewegungsabschnitt
gelangen die Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a in
Eingriff mit den Gegenverriegelungsmitteln 22, 23; 22a. In
der somit erreichten Gebrauchsstellung liegt das Wellenstück 7; 7a; 7', sei es über die
Stirnwand des Verriegelungs-Nutabschnitts 24; 24a oder über die Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a,
am Lagerteil 8; 8a an, so dass sich ein in axialer
Richtung die Gebrauchsstellung definierendes Anschlagverhalten ergibt.
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Insgesamt gesehen bewegt sich der
Kupplungsarm 5; 5a, ausgehend von der Nichtgebrauchsstellung,
also zunächst
nach unten, wird dann nach hinten geschwenkt und dann wieder ein
kurzes Stück nach
unten verlagert, so dass die Verriegelung stattfindet. Verzichtet
man auf diese Art der Verriegelung und stellt man in anderer Weise
einen sicheren Halt des Kupplungsarms in der Gebrauchsstellung her, genügen die
beiden erstgenannten Bewegungsabschnitte.
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Wie schon weiter oben erwähnt, laufen
beim Überführen des
Kupplungsarms aus der Gebrauchsstellung in die Nichtgebrauchsstellung
die gleichen Vorgänge
in umgekehrter Richtung ab, so dass dieser Zyklus nicht gesondert
beschrieben wird.
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Die Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a werden
beim Ausführungsbeispiel
von Verriegelungsvorsprüngen
und die Gegenverriegelungsmittel von Verriegelungsausnehmungen gebildet.
Dabei sind zwei einander diametral gegenüberliegende Verriegelungsvorsprünge und
Verriegelungsausnehmungen vorhanden. Prinzipiell würde nur
ein Verriegelungsvorsprung mit zugeordneter Verriegelungsausnehmung
genügen.
Die Verriegelungsvorsprünge
und Verriegelungsausnehmungen wurden nicht mit weiteren Bezugsziffern
bezeichnet, da sie bereits durch die für die Verriegelungsmittel und
die Gegenverriegelungsmittel geltenden Bezugszeichen kenntlich gemacht
worden sind.
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Während
beim Ausführungsbeispiel
die Verriegelungsvorsprünge
am Wellenstück 7; 7a; 7' und die Verriegelungsausnehmungen
an der Stirnseite des Lagerteils 8; 8a angeordnet
sind, könnten
sich auch umgekehrt die Verriegelungsvorsprünge am Lagerteil und die Verriegelungsausnehmungen
am Wellenstück
befinden.
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Des Weiteren ist aus der Zeichnung
ersichtlich, dass die Verriegelungsvorsprünge (Verriegelungsmittel 20, 21; 20a, 21a)
und die Verriegelungsausnehmungen (Gegenverriegelungsmittel 22, 23; 22a)
eine keilartige Gestalt aufweisen, so dass beim Ineinandergreifen
eine Zentrierung stattfindet. Es versteht sich, dass die Verriegelungsvorsprünge jedoch
auch jeweils von einem runden Verriegelungsbolzen gebildet werden
können,
der in eine entsprechende Verriegelungsausnehmung eintaucht.
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Die Ausrichtung des Lagerteils 8; 8a und
damit des Wellenstücks 7; 7a; 7' richtet sich
nach den örtlichen
Gegebenheiten am Kraftfahrzeug. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen,
dass das Lagerteil und somit das Wellenstück bei montierter Anhängerkupplung
eine mit Bezug auf die senkrecht zur Fahrbahn stehende Höhenrichtung 25; 25a geneigte
Lage einnimmt, wobei ein Winkel im Bereich von etwa 40° bis 50°, insbesondere
45°, vorteilhaft
ist. Dabei ist das Lagerteil 8; 8a zweckmäßigerweise
in einer quer zur Fahrtrichtung 4; 4a stehenden
Querebene geneigt angeordnet.
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Das Wellenstück 7; 7a; 7' durchgreift,
wie schon erwähnt,
das Lagerteil 8; 8a, wobei der Stellantrieb 12; 12a; 12' an dem an der
dem Kupplungsarm 5; 5a abgewandten Seite des Lagerteils 8; 8a aus
diesem ragenden Bereich des Wellenstücks 7; 7a; 7' angreift. Die
Ausgestaltung des Stellantriebs und die Übertragung der Stellkraft auf
das Wellenstück
kann unterschiedlich sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 11 ist der Stellantrieb 12 einerseits
an einer fahrzeugseitigen Stelle ortsfest angelenkt und andererseits
an einer exzentrischen Stelle des Wellenstücks 7 gelenkig mit
dem Wellenstück
verbunden. Dabei enthält
der Stellantrieb 12 eine Antriebseinheit, die in koaxialer
Anordnung zueinander einen den zweckmäßigerweise elektrischen Stellmotor 13 enthaltenden
Motorteil 26, eine vom Stellmotor antreibbare Gewindespindel 27 und
eine mit der Gewindespindel 27 in Gewindeeingriff stehende,
unverdrehbar angeordnete Gewindehülse 28 aufweist, wobei das
Motorteil 26 an der im Einzelnen nicht dargestellten fahrzeugseitigen
Stelle, beispielsweise mit seinem Ende, ortsfest angelenkt ist und
die Gewindehülse 28 gelenkig
mit der exzentrischen Stelle des Wellenstücks 7 verbunden ist.
Die Anordnung könnte prinzipiell
auch umgekehrt so sein, dass die Gewindehülse fahrzeugseitig und das
Motorteil gelenkig mit der exzentrischen Stelle des Wellenstücks verbunden
ist.
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Das Gelenk 30, über das
die Gewindehülse 28 mit
dem Wellenstück 7 verbunden
ist, ist zweckmäßigerweise
ein Kugelgelenk. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass dieses
Gelenk 30 eine an das Ende der Gewindehülse 28 angesetzte
Gelenkkugel 31 aufweist, die in einer Kugelschale an der
Stirnseite des Wellenstücks 7 gelagert
ist.
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Die Gewindespindel 27 und
die Gewindehülse 28 stehen
in selbsthemmendem Gewindeeingriff miteinander, so dass sich der
Kupplungsarm 5 in seiner Gebrauchsstellung und in seiner
Nichtgebrauchsstellung nicht auf Grund eines Nachgebens des Stellantriebs 12 lockern
kann.
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Die von dem Motorteil 26,
der Gewindespindel 27 und der Gewindehülse 28 gebildete Antriebseinheit
erstreckt sich im am Fahrzeug montierten Zustand im Wesentlichen
quer zur Fahrtrichtung, wobei sie in der Gebrauchsstellung und in
der Nichtgebrauchsstellung unterschiedlich geneigt zur Fahrbahn
ist. Dieser Winkel kann in der Nichtgebrauchsstellung beispielsweise
im Bereich von 5° und
in der Gebrauchsstellung beispielsweise im Bereich von 20° liegen,
wobei diese Winkelangaben so zu verstehen ist, dass die Antriebseinheit
von der fahrzeugseitigen Anlenkstelle nach unten geneigt zum Wellenstück 7 verläuft.
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Aus der Zeichnung geht ferner hervor,
dass sich die genannte Antriebseinheit (Motorteil 26, Gewindespindel 27,
Gewindehülse 28)
zur gleichen Seite hin wie der in der Nichtgebrauchslage befindliche Kupplungsarm 5 erstreckt.
Dies ist insbesondere aus Platzgründen vorteilhaft. Ferner ist
die Antriebseinheit mit ihrer Längsrichtung
geneigt zum Wellenstück 7 angeordnet,
so dass sie so am Wellenstück 7 angreift,
dass auf dieses sowohl eine axial gerichtete Kraftkomponente als
auch eine ein Drehmoment ausübende
Kraftkomponente einwirkt.
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Schaltet man den Elektromotor 13 ein,
bewegt sich die Gewindehülse 28 je
nach der Drehrichtung zum Lagerteil 8 hin oder von diesem
weg. Dabei wird das Wellenstück 7,
befindet sich das Führungsmittel 15 im
Linearführungs-Nutabschnitt 16 oder
im Verriegelungs-Nutabschnitt 24, in linearer Richtung mitgenommen.
Befindet sich das Führungsmittel 15 dagegen
im Drehführungs-Nutabschnitt 17,
wird das Wellenstück 7 auf
Grund des exzentrischen Angriffs des Stellantriebs 12 am
Wellenstück 7 verdreht.
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Bei der Variante nach den 12 und 13 enthält der Stellantrieb 12' eine gleiche
Antriebseinheit wie beim Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 11. Dabei ist in den 12 und 13 nur die Gewindehülse 28' dargestellt. Der Motorteil und
die Gewindespindel wurden, da gleiche Verhältnisse vorliegen, weggelassen.
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Bei der Variante nach den 12 und 13 erfolgt die Kraftübertragung auf das Wellenstück 7' hinsichtlich
der Erzeugung des Drehmoments zum Verdrehen des Wellenstücks jedoch
anders und dabei nach dem gleichen Prinzip wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach den 14 bis 19.
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Bei diesem Prinzip weist der Stellantrieb 12a; 12' ein koaxial
zum Wellenstück 7a; 7' unverdrehbar angeordnetes
und mit dem Wellenstück über Steilgewinde
in Gewindeeingriff stehendes Gewindeteil 32a; 32' auf, so dass
sich das Wellenstück 7a, 7' während des
linearen Bewegungsabschnitts und des gegebenenfalls vorhandenen
linearen Verriegelungs-Bewegungsabschnitts zusammen mit dem Gewindeteil 32a; 32' in axialer
Richtung bewegt und während
des Schwenk-Bewegungsabschnitts, wenn das Wellenstück 7a; 7' durch die Führungsnut 14a an
einer Bewegung in axialer Richtung gehindert wird, an dem sich weiter
in axialer Richtung bewegenden Gewindeteil 32a; 32' verschraubt
und dabei verdreht.
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Das Gewindeteil 32a; 32' wird zweckmäßigerweise
von einem Gewindebolzen 33a; 33' gebildet, der in eine axiale Gewindebohrung 34a; 24' des Wellenstücks 7a; 7' eingeschraubt
ist. Dabei sind der Gewindebolzen 33a; 33' und die Gewindebohrung 34a; 34' jeweils, wie
schon erwähnt,
mit einem Steilgewinde versehen, über das der Stellantrieb 12a; 12' sowohl eine
axial gerichtete Kraftkomponente als auch eine ein Drehmoment ausübende Kraftkomponente
auf das Wellenstück 7a; 7' überträgt, wobei
die Gewindesteigung so bemessen ist, dass sich bei an einem axialen
Anschlag anschlagenden Wellenstück 7a; 7' dieses auf
dem Steilgewinde des Gewindebolzens 33a; 33' verdreht.
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In den 12 und 13 sind die Steilgewinde in
der Schnittebene nicht eingezeichnet, so dass zwischen dem Gewindebolzen 33' und der Gewindebohrung 34' ein Ringspalt
erscheint. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch um einen Schraubeingriff.
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Solange das Wellenstück 7a; 7' der Axialbewegung
des Gewindebolzens 33a; 33' ungehindert folgen kann, macht
es dessen Bewegung mit. Dies ist, wie schon erwähnt, während des linearen Bewegungsabschnitts
und des eventuell vorhandenen Verriegelungs-Bewegungsabschnitts
des Wellenstücks 7a; 7' der Fall.
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Bei der Variante nach den 12 und 13 greift der Stellantrieb 12' gelenkig am
Gewindebolzen 33' an.
Hierzu sind beim Ausführungsbeispiel
an das zugewandte Ende der Gewindehülse 28' zwei parallel zueinander verlaufende
Anlenklaschen 35' angesetzt,
die ein Kopfstück 36' des Gewindebolzens 33' gabelartig
umgreifen. Ein durch die Anlenklaschen 35' und das Kopfstück 36' greifender Gelenkbolzen 37' stellt die
gelenkige Verbindung her.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 14 bis 19 enthält der Stellantrieb 12a eine
parallel zum Wellenstück 7a neben
diesem verlaufende, vom Stellmotor 13a antreibbare Gewindespindel 27a. Die
Gewindespindel 27a ist beidenends jeweils in einem ortsfesten
Lager 38a bzw. 39a axial feststehend, dabei jedoch
verdrehbar gelagert. Dabei ist eines der Lager, im dargestellten
Falle das Lager 39a, zweckmäßigerweise am Lagerteil 8a angeordnet.
Das andere Lager 38a befindet sich an einem feststehenden Lagerblock 40a.
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Auf der Gewindespindel 27a sitzt
ein mit der Gewindespindel 27a in Gewindeeingriff stehender, unverdrehbar
angeordneter Gewindeblock 41a, der zur Seite des Wellenstücks 7a hin
von der Gewindespindel 27a absteht und das Wellenstück 7a stirnseitig übergreift.
An diesem Gewindeblock 41a ist das bereits erwähnte, von
dem Gewindebolzen 33a gebildete Gewindeteil 32a feststehend
angeordnet, das von dem Gewindeblock 41a zum Wellenstück 7a hin vorsteht
und mit deren Gewindebohrung 34a in Gewindeeingriff steht.
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Bei sich drehender Gewindespindel 27a bewegt
sich der Gewindeblock 41a je nach der Drehrichtung nach
oben oder nach unten. Dabei macht das Wellenstück 7a, wie schon erwähnt, diese
Bewegung mit, solange es nicht an einen axialen Anschlag anstößt. Tritt
dieser Fall ein, verdreht es sich auf dem Gewindebolzen 33a.
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Der Stellmotor 13a könnte prinzipiell
in axialer Richtung der Gewindespindel 27a angeordnet sein.
Insbesondere aus Platzgründen
ist es jedoch zweckmäßig, den
Stellmotor 13a parallel zur Gewindespindel 27a neben
dieser anzuordnen. Die treibende Verbindung wird über ein
Getriebe hergestellt, das im dargestellten Falle von zwei miteinander
kämmenden
Zahnrädern 42a, 43a gebildet
wird, die auf der Motorwelle des Antriebsmotors 13a bzw.
an der Gewindespindel 27a sitzen.
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Der Stellmotor 13a ist im
dargestellten Falle am Lagerblock 40 befestigt. Die beiden
Zahnräder 42a, 43a sind
an der dem Stellmotor 13a und der Gewindespindel 27a entgegengesetzten
Seite des Lagerblocks 40a angeordnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 14 bis 19 ergibt sich eine kompakte Baueinheit. Dabei
ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass an das Lagerteil 8a ein den Stellantrieb 12a und
den diesem zugewandten Bereich des Wellenstücks 7a umgebendes
Kupplungsgehäuse 11a angesetzt
ist, das weiter oben schon erwähnt
worden ist. Durch dieses Kupplungsgehäuse 11a erhält man eine
mit Ausnahme des Kupplungsarms 5a sozusagen gekapselte Anhängerkupplung.
Auf diese Weise ist der Stellantrieb 12a gegen Schmutz
und sonstige Umwelteinflüsse
geschützt
untergebracht.
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Zur weiteren Abdichtung kann vorgesehen sein,
dass der dem Kupplungsarm 5a zugewandte Bereich des Wellenstücks 7a von
einem einerseits am Lagerteil 8a und andererseits am Kupplungsarm 5a befestigten
Faltenbalg 44a umschlossen ist.
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Die Anhängerkupplung 1a ist
mit ihrem Kupplungsgehäuse 11a an
dem Querträger 3a befestigt.
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Das Kupplungsgehäuse 11a wird beim
Ausführungsbeispiel
von zwei einander entgegengesetzten Seitenteilen 45a, 46a und
zwei Deckelteilen 47a, 48a gebildet, wobei die
beiden Deckelteile die vordere und die hintere Gehäusewand
bilden. Die Befestigung am Querträger 3 erfolgt über das
Deckelteil 47a.
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Bei allen Ausführungsbeispielen kann dem elektrischen
Stellmotor 13; 13a zum Detektieren der Gebrauchsstellung
und der Nichtgebrauchsstellung des Kupplungsarm 5; 5a eine
den Motorstrom messende und die Umdrehungen des Motors zählende Mess- und Zähleinrichtung
zugeordnet sein. Das Zählen
der Umdrehungen kann zusätzlich
zur Messung des Motorstroms erforderlich sein, um ein zu frühes Abschalten
zu verhindern, wenn z.B. die Verriegelungsvorsprünge 20, 21; 20a, 21a nicht
in die Verriegelungsausnehmungen 22, 23; 22a eingerastet sind.
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Wenn der Kupplungsarm 5; 5a bzw.
die Wellenachse 10; 10a; 10' in der Gebrauchsstellung
und in der Nichtgebrauchsstellung gegen die jeweiligen Anschläge fährt, steigt
der Motorstrom auf Grund der hohen Belastung stark an. Dies ergibt
ein Signal an die Motorsteuerung, den Antrieb abzuschalten.
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Schließlich besteht eine weitere
zweckmäßige Maßnahme darin,
dass der Stellantrieb
12;
12a;
12' Steuermittel
zum Steuern des Stellmotors
13;
13a enthält, die
zumindest in der Gebrauchsstellung den Stellmotor zum Kompensieren
eines unbeabsichtigten Lockerns des Kupplungsarms
5;
5a in
zeitlichen Intervallen wiederholt ansteuert. Auf diese Weise kann
sich der Kupplungsarm insbesondere beim Fahren mit einem Anhänger nicht
lockern. Diese Maßnahme
ist an sich bekannt und geht aus der
DE 101 04 188 A1 hervor.