DE19711535A1 - Motorisch verstellbare Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Motorisch verstellbare Anhängerkupplung für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für
Kraftfahrzeuge mit einer Stange, an der sich
üblicherweise eine Kugel befindet, wobei die Stange
zwischen einer Ruhestellung und einer
Betriebsstellung motorisch verstellbar ausgebildet
ist.
Solche Anhängerkupplungen sind aus dem deutschen
Gebrauchsmuster DE 295 20 254 bekannt.
Andere Ausführungsformen sind in der DE 26 19 913 C2
und in der EP 288 366 A1 beschrieben, bei denen die
Schwenkachse entweder zur horizontalen oder zur
vertikalen Ebene des Fahrzeugs geneigt ist.
Schwenkachsen die senkrecht oder waagerecht liegen,
zeigen DE 26 19 912 C2 oder DE 91 09 699 U1.
Außerdem ist aus der US 4,744,583 eine axial
ausfahrbare Anhängerkupplung bekannt, die motorisch
ausfahrbar ist.
Die Sicherheit von Fahrzeugen ist ständig erhöht
worden, so daß man heute dem Standard der Fahrzeugen
vertrauen kann. Teile an Fahrzeugen unterliegen
jedoch im allgemeinen einer sehr hohen Beanspruchung.
Sie sind durch ständige Vibrationen, Staub,
Feuchtigkeit und durch andere Umwelteinflüsse einem
großen Verschleiß ausgesetzt. Die starke
Beanspruchung birgt grundsätzlich die Gefahr in sich,
daß durch unvorhergesehene Einflüsse die Funktionen
der Teile beeinträchtigt wird. Anhängerkupplungen
sind für den sicheren Betrieb besonders wichtige
Teile. Die möglichen Folgeschäden bei einem Versagen
der Kupplung sind unübersehbar. Zusätzlich entziehen
sich Systeme, die automatisch betrieben werden,
häufig der direkten Kontrolle durch den Fahrer.
Sehr sichere Kupplungen sind aus dem deutschen
Gebrauchsmusters DE 295 20 254 bekannt. Beispielsweise
wird bei einer schwenkbaren Variante der
Anhängerkupplung bei Erreichen der Betriebsstellung
automatisch ein Riegel in den feststehenden Teil der
Kupplung eingefahren. Dadurch kann die Kupplung bei
Kurvenfahrt die Lenkkräfte abfangen, ohne daß die
Kupplung aus der Betriebsstellung verschwenkt wird.
Bei der anderen Variante der Anhängerkupplung, bei
der die Kugelstange axial verschoben wird, verhindert
ein selbsthemmender Spindel-Mutter-Antrieb, daß
Bremskräfte die Kugelstange verschieben.
Somit ist für die Betriebsstellung bei beiden
Varianten der Anhängerkupplung quasi ein Formschluß
zwischen feststehenden und beweglichen Teilen der
Anhängerkupplung verwirklicht. Dadurch können diese
Kupplungen besonders sicher betrieben werden.
Es erscheint trotzdem wünschenswert, daß die Kupplung
nicht durch unvorhergesehene Einflüsse ihre jeweilige
Endlage, das heißt entweder die Betriebsstellung oder
die Ruhestellung verläßt und dadurch die Sicherheit
des Fahrzeugs gefährdet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße
Anhängerkupplung anzugeben, die besonders sicher
motorisch zwischen einer Betriebsstellung und einer
Ruhestellung verstellbar ist und Fehlbedienungen
verhindert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Riegel mit
einer Verriegelungs- und einer Entriegelungsposition
vorgesehen ist, der das bewegliche Teil der Kupplung
mit dem festen Teil formschlüssig in den Endlagen
verriegelnd ausgebildet ist. Bei motorisch
verstellbaren Kupplungen wird durch diesen Formschluß
verhindert, daß sich die Lage der Kupplung durch
Vibrationen beim Betrieb des Fahrzeugs unerwünscht
verlagert. Die Sicherheit wird hierdurch vorteilhaft
gesteigert.
Dies gilt auch, wenn der Riegel zusätzlich zu einem
schon in den Endlagen der Kupplung vorhandenen
Formschluß vorgesehen ist.
Die Handhabung der Kupplung wird bequemer, wenn der
Riegel einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine
Magnetspule, aufweist. Eine Magnetspule läßt sich
besonders sicher fernbedienen. Sie bewegt den Riegel
fast verzögerungsfrei aus der Verriegelungsposition
in seine Entriegelungsposition. Durch ihren einfachen
mechanischen Aufbau sind Störungen nicht zu erwarten.
Die Sicherheit kann noch dadurch gesteigert werden,
daß die Kupplung einen Sensor, vorzugsweise einen
Schalter, aufweist, auf den der Riegel wirkend
angeordnet ist. Als Sensoren sind optische oder
magnetische Schalter geeignet. Als besonders günstig
hat sich jedoch ein Mikroschalter als Lagesensor des
Riegels bewährt.
Wenn die Kupplung eine Steuerung aufweist, die erst
in Entriegelungsposition des Riegels den Antrieb des
Riegels freischaltet, ist die Kupplung ständig
verriegelt, solange sie nicht aus einer Endlage in
die andere gefahren wird.
Ein gesonderter Endschalter für den beweglichen Teil
der Kupplung ist vermeidbar, wenn die Steuerung den
Motor bei Erreichen einer der Endlagen abschaltend
ausgebildet ist, vorzugsweise sobald ein bestimmter
Strom überschritten ist. Dazu ist in der Steuerung
ein entsprechende bekannte Schaltung oder ein
Überstromrelais vorgesehen.
Der Riegel wird in seiner Verriegelung Position
sicher dadurch gehalten, daß eine Feder vorgesehen
ist, die den Riegel in die Verriegelungsposition
treibend ausgebildet ist.
Der Schaltungsaufwand ist gering, da der Antrieb des
Riegels nur in Richtung der Freigabeposition wirkend
ausgebildet ist. In die andere Richtung treibt die
Feder den Riegel. Dadurch ist im stromlosen Zustand
immer eine definierte Lage des Riegels gesichert.
Der Fahrer kann sich zu jeder Zeit von dem
ordnungsgemäßen Zustand der Kupplung überzeugen, wenn
die Steuerung in der Verriegelungs- und/oder
Entriegelungsposition des Riegels ein optisches
und/oder akustisches Signal erzeugend ausgebildet
ist.
Die Kupplung ist in beiden Endlagen dadurch
gesichert, daß der bewegliche Teil der Kupplung für
jede Endlage einen Eingriff für den Riegel aufweist.
Wenn die Steuerung einen Fahrzeugmotor nur in
Verriegelungsposition des Riegels freigebend
ausgebildet ist, kann das Fahrzeug nicht betrieben
werden, solange nicht die Kupplung in eine
betriebssichere Stellung gebracht worden ist.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen
näher beschrieben, wobei weitere vorteilhafte
Einzelheiten den Figuren zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben
Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße
Anhängerkupplung mit axialer Verstellung in
Ruhestellung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Anhängerkupplung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Kugelstange gemäß
Fig. 1,
Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Hülse zur Aufnahme
der Kugelstange gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht der Hülse gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine Ansicht gemäß Pfeil A in Fig. 5,
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine verstellbare
Anhängerkupplung. Sie besteht im wesentlichen aus
einer axial verstellbaren Stange 2, deren äußeres
Ende eine Kugel 3 trägt, sowie einer Führungshülse
4, einem Motor 5 mit Planetengetriebe 6, einem
Stirnradgetriebe 7 und einer Verstellspindel 8.
Die Führungshülse 4 trägt beidseitig je einen
Montageflansch 9 in dem Gewindebohrungen 10
eingebracht sind. Die gesamte Anhängerkupplung 1 wird
an ein Fahrzeug montiert, indem sie mittels Schrauben
an eine entsprechende Lasche des Fahrzeugs befestigt
wird. Dabei greifen Schrauben in die Gewindebohrungen
10 ein.
Die Stange 2 wird von der Führungshülse 4
aufgenommen. Zu diesem Zweck weist Stange 2 eine
hintere Führungsfläche 11 und eine vordere
Führungsfläche 12 auf, die über einen Konus 13 in
die etwas schlankere Stange 2 übergeht.
Außerdem ist in der Führungshülse 4 ein ringförmiger
Innenkonus 14 befestigt. Schließlich sind in der
Führungshülse 4 die Führungsschlitze 15 eingeformt.
In Fig. 1 und zwei sind diese Führungsschlitze
abweichend von der üblichen Ausführung um 90 Grad
verdreht dargestellt.
Auf der Stange 2 ist im hinteren Bereich eine
stiftförmige Kulisse 16 befestigt, die in den
Führungsschlitz 15 eingreift. Außerdem ist in der
Stange 2 eine Sackbohrung mit Innengewinde 17
eingebracht.
Die Verstellspindel 8 ist in das genannte
Innengewinde 17 eingeschraubt und wird über das
Stirnradgetriebe 7 sowie Planetengetriebe 6 von einem
elektrischen Motor 5 gedreht. Die einzelnen Zahnräder
des Getriebes 7 sind zwischen seitlichen Platten 19
und 20 gelagert. Mit der Platte 20 sind das Gehäuse
des Planetengetriebes 6 und die Führungshülse 4
fest verbundenen. Verstellspindel 8 ist ebenfalls in
den Platten 19 und 20 drehbar gelagert, so daß sie je
nach Wunsch von dem elektrischen Motor 5 gedreht
werden kann.
Wird der Motor 5 in die entsprechende Richtung
betrieben, so dreht sich also die Verstellspindel 8.
Dabei wird die Stange 2, die als Mutter auf der
Verstellspindel 8 angeordnet ist und gegen Verdrehen
durch die Kulisse 16 gesichert ist, nach außen
geschoben. Bei dieser axialen Bewegung wird die
Stange 2 von den Führungsflächen 11 und 12 in der
Führungshülse 4 geführt. Sie erreicht ihren Endlage,
wenn der Außenkonus 13 fest in dem ringförmigen
Innenkonus 14 sitzt.
Solange die Führungsschlitze 15 in axialer Richtung
verlaufen, behält die Stange 2 ihre radiale Lage bei.
Nach etwa der halben Verstellstrecke gehen die
Führungsschlitze 15 in einen wendelförmigen Verlauf
über. Dies hat zur Folge, daß sich die Stange 2 beim
Aus fahren dann entsprechend dreht, so daß die Kugel 3
in der Betriebsstellung vertikal nach oben zeigt. Die
Betriebsstellung ist in den Fig. 1 und 2 durch
Strichelung dargestellt.
Zum besseren Verständnis sind die wesentlichen Teile
in den Fig. 3 bis 6 nochmals einzeln dargestellt.
In Fig. 3 ist ein Eingriff 30 gezeigt, der gegenüber
dem anderen Eingriff 33 am Umfang um 90 Grad versetzt
angeordnet ist. Diese Eingriffe 30, 33 sind als
Bohrungen in der Stange 2 ausgeführt. Der in den
Fig. 4 und 6 dargestellte Sicherungsstift 21, der
als Riegel dient, greift in der Betriebsstellung in
Eingriff 30 ein. Die Ruhestellung wird entsprechend
durch Einfahren des Sicherungsstiftes 21 in
Eingriff 33 gesichert.
In Fig. 4 und 5 ist die tatsächliche Lage der
Führungsschlitze 15 gezeichnet. In den Fig. 1 und
2 sind die Führungsschlitze 15 um 90 Grad gedreht
dargestellt. In diesen Fig. 1 und 2 ist der
Übersichtlichkeit wegen auch nicht die zusätzliche
Sicherung 18 gezeigt. Ihre Lage geht aus Fig. 4
hervor.
Die Sicherung 18 besteht auf einem Sicherungsstift
21, der teilweise innerhalb einer Magnetspule 22
angeordnet ist. Die Magnetspule 22 ist ihrerseits auf
einer an der Führungshülse 4 angebrachten Konsole 23
mittels nicht dargestellter Schrauben fest montiert.
Der Sicherungsstift 21 wird von einer Feder 24 stets
in Richtung der Führungshülse 4 gedrückt. An dem
Spulengehäuse 25 ist zusätzlich ein Mikroschalter 27
befestigt.
Der Stift 21 setzt sich in einer Gewindestange 26
fort, die über das Ende der Magnetspule 22
hinausreicht. Zwischen zwei Muttern 28 ist ein
Betätigungsarm 29 fest eingespannt. Auf diesen
Betätigungsarm 29 wirkt die Druckfeder 24. Diese
treibt den Stift stets in Richtung der
Führungshülse 4 und läßt den Sicherungsstift 21 in
einen in der Stange 2 vorgesehenen Eingriff 30
eingreifen.
Der Betätigungsarm 29 ist so lang ausgeführt, daß er
an seinem Ende eine Taste 31 des Mikroschalters 27
betätigen kann. Der Betätigungsarm 29 weist eine
Öffnung auf, die eine Schraube 32 durchgesetzt, so
daß der Betätigungsarm und mit ihm der
Sicherungsstift 21 durch die Schraube 32, an deren
Kopf sich Feder 24 abstützt, radial fixiert ist.
Die Sicherung 18 funktioniert wie folgt:
Sobald die Magnetspule 22 von der Steuerung angeregt wird, zieht die Magnetspule den Stift um ca. 6 Millimeter an, so daß er aus dem Eingriff 30 der Stange 2 vollständig entfernt wird. Dabei drückt der Betätigungsarm 29 die Feder 24 zusammen und hebt sich gleichzeitig von der Taste 30 des Mikroschalters 27 ab.
Sobald die Magnetspule 22 von der Steuerung angeregt wird, zieht die Magnetspule den Stift um ca. 6 Millimeter an, so daß er aus dem Eingriff 30 der Stange 2 vollständig entfernt wird. Dabei drückt der Betätigungsarm 29 die Feder 24 zusammen und hebt sich gleichzeitig von der Taste 30 des Mikroschalters 27 ab.
Dabei schaltet der Mikroschalter 27 den Motor 5 der
Anhängerkupplung ein, so daß diese aus ihrer Endlage
in die andere Endlage gefahren wird. Sobald diese
andere Endlage erreicht ist, steigt der Strom des
Motors 5 an. Bei Erreichen einer bestimmten
Stromstärke schaltet die Steuerung den Motor 5 und
gleichzeitig auch die Magnetspule 18 ab. Dadurch kann
die Druckfeder 24 über den Betätigungsarm 29 und mit
ihm den Sicherungsstift 21 in einen zweiten in Fig.
3 dargestellten Eingriff 33 drücken und somit in
dieser neuen Endlagen die Kupplung wieder verriegeln.
Dabei erreicht der Betätigungsarm 29 wieder die
Taste 31 des Mikroschalters 27, der ein Signal an die
Steuerung gibt, um den gesicherten Betriebszustand im
Fahrzeugraum anzuzeigen. Das vom Mikroschalter
erzeugte Signal kann zusätzlich von der Steuerung in
ein akustisches Signal umgesetzt werden, um dem
Fahrer die Betriebsbereitschaft der Kupplung zu
signalisieren.
Für den Fall einer Störung, bei der der
Sicherungsstift 21 nicht vollständig in den
Eingriff 30 bzw. 33 eingreift, erreicht der
Betätigungsarm 29 nicht die Taste 31 des
Mikroschalters 27. Der Mikroschalter 27 wird somit
nicht betätigt. Dadurch bleibt das entsprechende
Signal der Betriebsbereitschaft für den Fahrer aus.
Der Fahrer kann daraufhin nach der Ursache der
Störung forschen. Dieser Zustand wird durch eine
andere Farbe oder durch ein anderes akustisches
Signal für den Fahrer kenntlich gemacht.
Da der elektrische Antrieb abschaltet, sobald die
Last einen vorher eingestellten Grenzwert
überschreitet, werden Schäden vermieden, falls beim
Bewegen der Stange 2 Fremdkörper den weiteren Betrieb
behindern sollten. Damit die Verstellung nicht
während der Fahrt des Fahrzeuges eingeleitet werden
kann, ist außerdem vorgesehen, daß die
Anhängerkupplung nur von außerhalb der Fahrgastzelle
betätigt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es,
wenn die Betätigungseinrichtung, zum Beispiel ein
Schalter, im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist.
Die für diesen Typ der motorisch verstellbaren
Kupplung beschriebene Lösung ist selbstverständlich
auch auf andere Kupplungen für den Fachmann leicht
übertragbar und vom Schutzbereich mit erfaßt.
Insbesondere kann auch die alternative Ausführung mit
schwenkbarer Kupplungsstange in dieser beschriebenen
Weise zusätzlich durch einen weiteren Formschluß
gesichert werden.
Auf diese Weise ist eine Fahrzeugkupplung geschaffen,
die leicht und bequem in ihren Endlagen gesichert ist
und deshalb besonders hohe Sicherheitsanforderungen
erfüllt.
1
Anhängerkupplung
2
Stange
3
Kugel
4
Führungshülse
5
Motor
6
Planetengetriebe
7
Stirnradgetriebe
8
Verstellspindel
9
Montageflansch
10
Gewindebohrungen
11
Führungsfläche
12
Führungsfläche
13
Konus
14
Innenkonus
15
Führungsschlitz
16
Kulisse
17
Innengewinde
18
Sicherung
19
Platte
20
Platte
21
Sicherungsstift
22
Magnetspule
23
Konsole
24
Feder
25
Gehäuse
26
Gewindestange
27
Mikroschalter
28
Mutter
29
Betätigungsarm
30
Eingriff
31
Taste
32
Schraube
33
Eingriff
Claims (11)
1. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer
Stange (2), an der sich üblicherweise eine
Kugel (3) befindet, wobei die Stange (2) als
bewegliches Teil zwischen zwei Endlagen,
nämlich zwischen einer Ruhestellung und einer
Betriebsstellung, mittels eines an einem festen
Teil des Fahrzeugs montierten Motors
verstellbar ausgebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein
Riegel (21) mit einer Verriegelungs- und einer
Entriegelungsposition vorgesehen ist, der das
bewegliche Teil (2) der Kupplung mit dem festen
Teil (4) formschlüssig in den Endlagen
verriegelnd ausgebildet ist.
2. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach
Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Riegel (21) zusätzlich
zu einem schon in den Endlagen der Kupplung
vorhandenen Formschluß vorgesehen ist.
3. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Riegel (21)
einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine
Magnetspule (22), aufweist.
4. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach
Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung einen
Sensor, vorzugsweise einen Schalter (27),
aufweist, auf den der Riegel (21) wirkend
angeordnet ist.
5. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung eine Steuerung aufweist, die
erst in Entriegelungsposition des Riegels (21)
den Motor (5) freischaltet.
6. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung den Motor (5) bei Erreichen
einer der Endlagen abschaltend ausgebildet ist,
vorzugsweise sobald ein bestimmter Strom
überschritten ist.
7. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Feder (24) vorgesehen ist, die den
Riegel (21) in die Verriegelungsposition
treibend ausgebildet ist.
8. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (22) des Riegels nur in
Richtung der Freigabeposition wirkend
ausgebildet ist.
9. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung in der Verriegelungs- und/o
der Entriegelungsposition des Riegels (21)
ein optisches und/oder akustisches Signal
erzeugend ausgebildet ist.
10. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bewegliche Teil der Kupplung für jede
Endlage einen Eingriff (30, 33) für den Riegel
aufweist.
11. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung einen Fahrzeugmotor in
Verriegelungsposition des Riegels freigebend
ausgebildet ist.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19711535C2 DE19711535C2 (de) | 2003-07-17 |
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ID=7823952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1997111535 Revoked DE19711535C2 (de) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | Motorisch verstellbare Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge |
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