DE19944264A1 - Anhängerkupplung mit axialem Verfahrweg - Google Patents
Anhängerkupplung mit axialem VerfahrwegInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer Stange, die als bewegliches Teil zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung mittels eines Motors axial in Richtung der Stange verstellbar ausgebildet ist, wobei zwischen Ruhestellung und Betriebsstellung ein Schwenkwinkel vorgesehen ist. Zur erleicherten konstruktiven Anpassung an unterschiedliche Anbausituationen bei verschiedenen Fahrzeugtypen ist vorgesehen, daß die Ruhe- und die Betriebsstellung eine Einfahrrichtung aufweisen, die gleichsinnig ausgebildet ist. Dazu weist eine vorgesehene Kulissenführung einen Führungsweg auf, der verzweigt ist. Alternativ ist eine schaltbare Kulisse einsetzbar.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für
Kraftfahrzeuge, mit einer Stange, an der sich
üblicherweise eine Kugel befindet, wobei die Stange
als bewegliches Teil zwischen zwei Endlagen, nämlich
zwischen einer Ruhestellung und einer
Betriebsstellung, mittels eines Motors axial in
Richtung der Stange verstellbar ausgebildet ist, wobei
zwischen Ruhestellung und Betriebsstellung ein
Schwenkwinkel vorgesehen ist.
Solche Anhängerkupplungen sind aus dem deutschen
Gebrauchsmuster DE 295 20 254 bekannt. Außerdem ist
aus der US 4,744,583 eine axial ausfahrbare
Anhängerkupplung bekannt, die motorisch angetrieben
ist.
Nachteilig an den bekannten Kupplungen ist, daß sie
nur beschränkte Einsatzmöglichkeiten bieten und
deshalb speziell an den jeweiligen Fahrzeugtyp
konstruktiv mit hohem Aufwand anzupassen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anhängerkupplung
mit axialem Verstellweg so weiterzubilden, daß der
Anpassungsaufwand vermindert werden kann und ein
größeres Einsatzspektrum erreicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ruhe- und
die Betriebsstellung eine Einfahrrichtung aufweisen,
die gleichsinnig ausgebildet ist.
Insbesondere im Zusammenhang mit der Ausgestaltung,
daß sie einen Gesamtverstellweg aufweist der größer
ist als der axiale Abstand zwischen Ruhe- und
Betriebsstellung, weist die Kupplung einen räumlich
besonders weiten Aktionsbereich auf, in dem die Lage
der Betriebsstellung weitgehend frei gewählt werden
kann. Dies ist Bedeutsam, da je nach
Einbaugegebenheiten zwischen Ruhe- und
Betriebsstellung Hindernisse von der Kugelstange
umfahren werden müssen und der Befestigungsort am
Fahrzeug und die Möglichen Einbauverhältnisse je nach
Fahrzeugtyp sehr unterschiedlich sind.
Beispielsweise kann es sehr vorteilhaft sein, wenn die
Kupplung einen Schwenkwinkel um die Achse der Stange
von etwa 180° aufweist.
Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Stange eine
Achse aufweist, die etwa vertikal angeordnet ist.
In diesen Einbaufällen ist häufig mit Vorteil
vorgesehen, daß die Ruhe- und die Betriebsstellung in
derselben zur Achse der Stange senkrechten Ebene
angeordnet ist. In solchen Fällen kann beispielsweise
die Kupplung so eingebaut werden, daß sie aus einer
Position hinter der Stoßstange eines Fahrzeugs vor die
Stoßstange geschwenkt werden kann.
In anderen Fällen reicht es vorteilhaft aus, wenn der
Schwenkwinkel etwa 90° beträgt.
Es sind jedoch auch Einbausituationen denkbar, bei
denen die Ruhe- und Betriebsstellung in Stangenachse
unterschiedlich angeordnet sind. In solchen Fällen ist
es von besonderem Vorteil, wenn sie um die
Stangenachse eine Drehbewegung zwischen Ruhe- und
Betriebsstellung aufweist, die durch eine Kurve
geführt ausgebildet ist, da dann diese Stellungen
axial bestimmt sind und auftretende Kräfte über
Anschläge auf dem kürzesten Wege ins Fahrzeugchassis
eingeleitet werden können.
Eine vorteilhaft präzise Bewegung ergibt sich dadurch,
daß getrennte axiale Anschläge für Ruhe- und
Betriebsstellung vorgesehen sind.
Mit der Kurve läßt sich beispielsweise sowohl die
Drehbewegung um die Stangenachse als auch dieselbe
Einfahrrichtung für Ruhe- und Betriebsstellung dadurch
erreichen, daß die Kurve mindestens einen Abzweig
aufweist.
Durch den Abzweig in der Kurve ergeben sich
unterschiedliche Führungsabschnitte, die willkürlich
angefahren werden können, wenn am Abzweig eine Weiche
mit einer steuerbaren, insbesondere mechanischen,
Sperre vorgesehen ist.
Die Weiche läßt sich mit Vorteil dadurch ersetzen,
wenn eine Kulisse vorgesehen ist, die von der Kurve
geführt ist, wobei die Kulisse schaltbar ausgebildet
ist. Die Führungskurve kann dann beispielsweise in
einzelne getrennte Abschnitte aufgeteilt werden, die
jeweils durch die entsprechend eingeschaltete Kulisse
abgetastet werden. Im einfachsten Fall durchsetzt eine
Kulisse mit einer Länge, die den Durchmesser der
Stange überragt, die gesamte Stange quer zur
Achsrichtung. In den Endlagen wird sie von einer
geeigneten Mechanik oder durch einen Elektromagneten
so geschaltet, daß sie jeweils nur zu der gewünschten
Seite vorsteht und in dort getrennt vorgesehene
Führungskurven eingreift.
Eine mechanische Weiche kann wesentlich vereinfacht
werden, wenn die Drehrichtung der Stange aus der
Ruhestellung in die Betriebsstellung gleich
ausgebildet ist, da dann eine einfache federnde
Weichenzunge ausreicht.
Insbesondere in Verbindung mit einer Ausgestaltung bei
der für die axiale Verstellung der Kupplung ein
Spindel-Mutter-Trieb vorgesehen ist, dessen
Drehrichtung der Spindel beim Ausfahren der Stange
dieselbe Richtung wie Schwenkrichtung der Kugelstange
aufweist, kann mit Vorteil ganz auf eine Weiche
verzichtet werden, da sich dann die Kulisse jeweils an
den richtigen Rand der Führung anlegt.
Im Falle einer elektrischen Fehlfunktion ist es von
Vorteil, wenn ein Wellenende vorgesehen ist, an dem
die Kupplung mittels Handkurbel verstellbar ist.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher
beschrieben, wobei vorteilhafte Einzelheiten den
Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben
Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Anhängerkupplung,
Fig. 2 eine andere Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Anhängerkupplung aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine schematisch
dargestellte Weiche,
Fig. 4 eine schematische Abwicklung von
Führungskurven und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine Stange mit
schaltbarer Kulisse.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine verstellbare
Anhängerkupplung. Sie besteht im wesentlichen aus
einer axial verstellbaren Stange 2, die in
unterbrochener Linienführung dargestellt ist, und
deren unteres Ende 3 um 180° gebogen ist, wobei es in
einer Kugel 4 ausläuft. Natürlich kann die Kupplung
beispielsweise auch horizontal eingebaut werden. Dann
wird das die Kugel tragende Ende nur um 90° gebogen.
Die Stange 2 ist in einer Führungshülse 5 in
Längsrichtung und um ihre Achse drehbeweglich
aufgenommen. In der Stange ist eine axiale Bohrung 6
mit einem Innengewinde 7 vorgesehen. In schraubbarer
Verbindung greift eine zentrale Vertellspindel 8 ein,
die von einem nicht dargestellten Motor über ein am
oberen Ende vorgesehenes Stirnradgetriebe 9 die
Verstellspindel 8 antreibt.
Die gesamte Anhängerkupplung 1 wird an einem Fahrzeug
montiert, indem sie mittels Schrauben, die durch
Befestigungsöffnungen 10 des Montageflansches 12
greifen, mit dem Fahrzeug verschraubt wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Lage der Stange ist die
über einen Konus 12 im Gehäuse 13 mit entsprechender
Gegenfläche in ihrer Endlage fixiert. Eine zusätzliche
Sicherung in dieser Lage erfolgt über mechanische oder
elektromagnetisch betätigte Verriegelungsbolzen 14,
die in entsprechende Bohrungen eingreifen. Denkbar
wäre hier auch beispielsweise eine eine
Dreikugelverriegelung. Die Verriegelungsbolzen 14
sichern die Stange auch in der Ruhestellung
formschlüssig.
Zur Steuerung der axialen Bewegung der Stange 2 ist in
die Hülse 5 eine als Schlitz geformte Führungskurve 15
eingearbeitet in die eine stiftförmige Kulisse 16
eingreift, die fest mit der Stange verbunden ist.
Fig. 2 zeigt die Kupplung aus eine anderen
Seitenansicht. Die Kulisse 16 befindet sich am oberen
Ende der Kurve 15 in der Betriebsstellung. Beim
Wechsel aus einer Stellung in die andere durchfährt
die Kulisse 16 einen ersten Zeig 17 bis sie am Ort 18
ihre axiale Extremlage einnimmt. Das untere Ende 3 der
Stange 2 ist in unterbrochener Linienführung
dargestellt. Der Motor wird dann umgepolt, so daß die
Stange 2 wieder nach oben fährt. Am Ort 19 verzweigt
die Kurve 15 in einen zweiten Zweig 20, in den die
Kulisse 16 einfährt und dabei die Stange 2 um ihre
Längsachse schwenkt bis die Stange 2 in der oberen
Endlage ihre in unterbrochener Linienführung
dargestellte Ruhestellung einnimmt, die von dem Ende
des zweiten Zweiges 20 bestimmt wird.
Im gezeichneten Fall liegt diese in derselben Ebene
wie die Betriebsstellung. Sie kann aber auch
verschieden sein. In solchen Fällen werden die
Endanschläge in geeigneter Form modifiziert, der Konus
12 also als keilförmiges Prisma ausgebildet.
Das Einfahren in die andere Stellung erfolgt in
umgekehrter Weise.
Damit sichergestellt wird, das die Kulisse auch in den
zweiten Zweig 20 der Kurve 15 einfährt, ist eine
mechanisch schaltende Weiche 21 über dem Abzweig am
Ort 19 vorgesehen, deren Funktion anhand Fig. 3 in
einer schematischen Aufsicht erläutert wird.
In Fig. 3 durchfährt die Kulisse 16 die Kurve 15
zunächst von oben nach unten. Dabei passiert sie einen
Freigabehebel 22, der um Achse 23 gegen die Kraft
einer Rückstellfeder schwenkbar ist, so daß die
Kulisse passieren kann. Danach drückt sie die
Weichenzunge gegen die Kraft einer weiteren
Rückstellfeder zur Seite und passiert auch diese,
wobei die Zunge 24 um Achse 25 schwenkt. Bei der Fahrt
der Kulisse von unten nach oben, lenkt die Zunge 24
die Kulisse 16 in den zweiten Zweig 20 bis sie auf den
Auflaufkeil 26 trifft. Dieser weicht gegen die Kraft
einer Rückstellfeder in Richtung der Achse 25 nach
oben aus und nimmt die Welle 27 an der der Keil 26 und
Zunge 24 befestigt sind, solange mit, bis Sperrklinke
28 unter einen an Welle 27 vorgesehenen Bund 29 von
der Kraft einer Feder getrieben einrastet und in
dieser Position die Welle in Ihrer Axialen Position
verriegelt. Zunge 24 und Auflaufkeil 26 haben dabei
eine Höhenlage erreicht, daß sie von der Kulisse 16
unterfahren werden können.
Beim Zurückfahren der Kulisse aus dem zweiten Zweig 20
wird somit zunächst der Auflaufkeil 26 unterfahren.
Nach der Umkehr aus der unteren Extremlage wird dann
auch die Zunge 24 unterfahren. Die Drehrichtung und
das Gewinde der Verstellspindel 8 ist vorteilhaft
dabei so gewählt, daß sich die Kulisse 16 infolge der
zwischen Spindel und Stange auftretenden
Gewindereibung an die linke Seite der Kurve 15 anlegt.
Bei Erreichen der Freigabeklinke weicht diese gegen
die Kraft einer Rückstellfeder nach oben aus und nimmt
mittels eines geeignet vorgesehenen Anschlags die
Sperrklinke 28 mit. Sperrklinke 28 gibt dabei den Bund
29 frei, so daß Welle 27 durch die Rückstellfeder
getrieben wieder ihre ursprüngliche Lage einnimmt. Ein
neues Arbeitsspiel kann dann beginnen.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn
Schwenkwinkel von etwa 90° gewünscht werden und die
Stange aus einer Stellung in die andere auf denselben
Weg zurückkehren soll.
Wenn Schwenkwinkel insbesondere von 180° gefordert
sind, kann mit Vorteil auf die Weiche verzichtet
werden, wie dies anhand Fig. 4 erläutert wird.
In Fig. 4 ist schematisch eine Abwicklung der
Führungskurve 15 dargestellt. Die Drehrichtung der
Spindel ist so gewählt, daß sich die Kulisse beim
Ausfahren an die linke Seite der Führungskurve anlegt.
Beim Einfahren ist es dann umgekehrt. Dadurch läuft
die Kulisse selbsttätig beim Einfahren in den zweiten
Zweig 20 ein, ohne daß eine Weiche notwendig wäre. Die
Schwenkrichtung beim Fahren von einer Stellung in die
andere bleibt dabei erhalten.
Die Führungskurve 15 mit ihrem ersten 17 und zweiten
Zweig 20 können auch in zwei getrennte Kurven
aufgeteilt werden, die von einer schaltbaren Kulisse
durchfahren werden, die entweder in die eine oder in
die ander Kurve eingreift. Die Umschaltung erfolgt
vorteilhafter Weise in den unteren Endpunkten der
Verfahrwege. Auf eine Weiche kann dann ebenfalls mit
Vorteil verzichtet werden.
Eine solche schaltbare Kulisse ist in Fig. 5
dargestellt. Die Kulisse 16 durchsetzt dabei die
Stange 2, in der sie in einer Bohrung 31 in Richtung
der Pfeile 30 verschieblich aufgenommen ist. Kulisse
16 wird wahlweise in ihrer unteren Endlage in die
rechte oder linke Position verschoben, so daß sie
entweder in Zweig 15 oder 20 eingreift. Die Schaltung
erfolgt durch zwei an dieser Stelle vorgesehene aber
nicht gezeichnete Stellmagnete oder durch eine
geeignete mechanische Umschaltung.
Auf diese Weise ist eine leicht an unterschiedliche
Einbauverhältnisse konstruktiv anpaßbare
Fahrzeugkupplung geschaffen worden.
1
Anhängerkupplung
2
Stange
3
unteres Ende
4
Kugel
5
Führungshülse
6
Bohrung
7
Innengewinde
8
Verstellspindel
9
Stirnradgetriebe
10
Befestigungsöffnung
11
Montageflansch
12
Konus
13
Gehäuse
14
Verriegelungsbolzen
15
Führungskurve
16
Kulisse
17
erster Zweig
18
Ort
19
Ort
20
zweiter Zweig
21
Weiche
22
Freigabehebel
23
Achse
24
Weichenzunge
25
Achse
26
Auflaufkeil
27
Welle
28
Sperrklinke
29
Bund
30
Pfeile
31
Bohrung
Claims (14)
1. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer
Stange, an der sich üblicherweise eine Kugel
befindet, wobei die Stange als bewegliches Teil
zwischen zwei Endlagen, nämlich zwischen einer
Ruhestellung und einer Betriebsstellung, mittels
eines Motors axial in Richtung der Stange
verstellbar ausgebildet ist, wobei zwischen
Ruhestellung und Betriebsstellung ein Schwenkwinkel
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ruhe- und die Betriebsstellung eine Einfahrrichtung
aufweisen, die gleichsinnig ausgebildet ist.
2. Anhängerkupplung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie einen Gesamtverstellweg
aufweist der größer ist als der axiale Abstand
zwischen Ruhe- und Betriebsstellung.
3. Anhängerkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stange (2) einen
Schwenkwinkel um die Achse der Stange (2) von etwa
180° aufweist.
4. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stange (2) eine Achse aufweist, die
vorzugsweise etwa vertikal angeordnet ist.
5. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ruhe- und die Betriebstellung in derselben
zur Achse der Stange (2) senkrechten Ebene
angeordnet ist.
6. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwenkwinkel etwa 90° beträgt.
7. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß sie um die Stangenachse eine Drehbewegung
zwischen Ruhe- und Betriebsstellung aufweist, die
durch eine Kurve (15) geführt ausgebildet ist.
8. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß getrennte Anschläge für Ruhe- und
Betriebstellung vorgesehen sind.
9. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurve (15) mindestens einen Abzweig (17, 20)
aufweist.
10. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß am Ort (19) des Abzweigs eine Weiche mit einer
steuerbaren, insbesondere mechanischen, Führung
vorgesehen ist.
11. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kulisse vorgesehen ist, die gegebenenfalls
schaltbar ausgebildet ist.
12. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehrichtung der Stange (2) aus der
Ruhestellung in die Betriebsstellung gleichsinnig
ausgebildet ist.
13. Anhängerkupplung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß für die axiale Verstellung der
Kupplung ein Spindel-Mutter-Trieb (7, 8) vorgesehen
ist, dessen Drehrichtung der Spindel (8) beim
Einfahren der Stange (2) dieselbe Richtung wie
Schwenkrichtung der Kugelstange aufweist.
14. Anhängerkupplung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Wellenende vorgesehen ist, an dem die
Kupplung mittels Handbetätigung verstellbar ist.
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