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Die
Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung
zum Verbinden eines Anhängers
mit einem Zugfahrzeug, wie einen Wohnwagen mit einem PKW, bei welcher
eine an der Anhängerdeichsel
vorgesehene Kugelpfanne mit einem am Zugfahrzeug angeordneten Zughaken,
der als Gegenstück
ein kugelförmiges
Kupplungsteil aufweist, in drehgelenkigen Eingriff bringbar ist.
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Derartige
Anhängerkupplungen
sind in vielfältigster
Form und Ausführung
bekannt und gebräuchlich. Damit
werden vor allem PKW's
ausgestattet, mit denen die unterschiedlichsten Anhänger gezogen
werden sollen. Hierzu besitzen die PKW's hinten als Anhängervorrichtung in der Regel
einen Zughaken mit einer genormten Kugel von 50 mm Durchmesser und
die Deichsel des Anhängers
als Gegenstück
dazu eine Kugelpfanne mit einem untenliegenden Verschluss, wobei
dieser durch ein Anheben oder ein Niederdrücken eines Hebels geöffnet oder
geschlossen werden kann. Wenn die Kugel mit der Kugelpfanne zusammengekoppelt
ist, dann ist die Kugelpfanne auf der Kugel drehbar gelagert, wodurch
der Anhänger
dem Zugfahrzeug gelenkig folgen kann.
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Im
Gegensatz dazu werden bei LKW's
die Anhängerkupplungen
derart in der Regel ausgebildet, dass das Zugfahrzeug ein so genanntes
Kupplungsmaul mit einem Bolzen und die Deichsel des Anhängers ein Kupplungsauge
besitzt, in welches der Bolzen beim Einschieben der Deichsel in
das Kupplungsmaul einrastet.
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Insbesondere
bei Kugelkopfanhängerkupplungen
stellt sich bei deren Benutzung immer wieder die Frage, welche Stützlast an
diesem Kupplungspunkt vorliegt, wobei die Stützlast dasjenige Gewicht darstellt, das
der Anhänger über die
Kupplung auf den Zughaken des Zugfahrzeugs ausübt. Die Höhe der Stützlast ist nämlich für das Fahrverhalten
der Zugkombination von ausschlaggebender Bedeutung.
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Eine
zu hohe Stützlast
kann beim Fahrzeug zu einer übergroßen Belastung
der Hinterachse und damit einer unzulässigen Entlastung der Vorderachse
(oft Antriebsachse) und zu einer übermäßigen Beanspruchung der Anhängervorrichtung
und deren Montagepunkte (Bruchgefahr) führen.
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Auf
der anderen Seite kann eine zu hohe Stützlast beim Anhänger, insbesondere
mit einem Tandemfahrwerk (2 Achsen) zu einer übergroßen Belastung der vorderen
Achse und zu einer unzulässigen
Belastung der Kugelkupplung selbst und der Deichsel (Bruchgefahr)
führen.
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Umgekehrt
kann auch eine zu geringe Stützlast
schädlich
sein, indem z. B. die angetriebene Hinterachse des Zugfahrzeugs
entlastet und die Vorderachse belastet wird und der Anhänger anfängt zu hüpfen.
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Es
ist daher schon vielfach versucht worden, die Stützlast zu messen, indem z.
B. das Stützrad
am Anhänger
herangezogen wurde, und zwar wurde hierbei eine Art Waage in das
Stützrad
integriert, welche die Stützlast
anzeigen soll. Diese Art der Messung ist jedoch selbst von Herstellern
nur als „Mittelweg" bezeichnet worden,
denn die Stützrädermessung
z. B. an Wohnwagen ist relativ ungenau, da zum einen die Skala der Kraftmesser
lediglich 25 kg – Schritte
aufweist und zum anderen die eigentlich noch zu beachtenden Hebelgesetze
hierbei unberücksichtigt
bleiben. Hinzu kommt, dass derartige Stützräder nicht einheitlich genormt
sind, da im Prinzip jeder Anhängertyp
anders gebaut ist.
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Auch
ist schon eine Messmethode versucht worden, bei der die Stützlast eines
Anhängers
mit Hilfe des Abknickwinkels des Kupplungspunktes von der Deichsel
gemessen wird. Auch dies ist jedoch nur eine indirekte Messmethode,
bei der das Messergebnis auch von der exakten Lage des Anhängers abhängt.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alltagstaugliche
Lösung
aufzuzeigen, mit der die jeweils tatsächlich vorliegende Stützlast an
einer Anhängerkupplung
zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger in einfacher Weise ermittelt
bzw. angezeigt werden kann, sodass mögliche Schäden durch ein Über- oder
Unterladen zuverlässig
verhindert werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe führt,
dass in der Kugelkopfanhängerkupplung
eine Messeinrichtung zum Bestimmen der Stützlastgewichte des Anhängers integriert
ist.
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Nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung ist dabei von Vorteil, wenn die Messeinrichtung
oberhalb der Kugelpfanne der Anhängerdeichsel
koaxial zu dieser angeordnet und mit einem auf Druckkräfte ansprechenden
Kraftsensor ausgestattet ist. Hierbei ist es zweckmäßig, als
Kraftsensor eine Kraftmessdose mit einer Auswerteelektronik zu verwenden.
Hierbei kann die Kraftmessdose über
einen Druckbolzen die Stützlastgewichte
aufnehmen und die Auswerteelektronik die tatsächlichen Stützlastgewichte optisch anzeigen.
Um die Stützlastgewichte über den
Druckbolzen möglichst
genau bestimmen zu können,
ist es zweckmäßig, dass
dieser die Kugelpfanne der Anhängerdeichsel
zentrisch mit einem geringen Spiel durchdringt und sich auf dem kugelförmigen Kupplungsteil
des Zugankers des Zugfahrzeugs abstützt.
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Zur
Führung
des Kraftsensors kann dabei vorteilhaft vorgesehen sein, dass dieser
auf seiner einen Seite mit dem Druckbolzen und auf seiner anderen
Seite mit einem Führungsbolzen
kolbenartig in einem hohlzylindrischen Gehäuse geführt ist, wobei das Gehäuse dabei
stirnseitig mit dem Außenmantel
der Kugelpfanne des Anhängers
konzentrisch verbunden sein kann.
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Um
dem Kraftsensor insbesondere während
der Fahrt außer
Eingriff bringen zu können,
hat es sich bewährt,
zwischen der Unterseite des Kraftsensors und dem Boden des zylindrischen
Gehäuses
eine zylindrische Druckfeder vorzusehen und oberhalb des Kraftsensors
eine mit dem Führungsbolzen
zusammenwirkende Klemmvorrichtung zu platzieren, die mittels eines
Handhebels über
den Führungsbolzen
betätigbar
ist. Hierbei zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion besonders dadurch
aus, dass der Kraftsensor mit Hilfe des Handhebels entgegen der
Kraft der zylindrischen Druckfeder in seiner Lage verschiebbar und
durch die Klemmvorrichtung festsetzbar ist, wobei das Ankuppeln
des Anhängers
an ein Zugfahrzeug ebenfalls durch diesen Handhebel erfolgen kann.
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Schließlich ist
es zweckmäßig, dass
der Handhebel im Wesentlichen in zwei Stellungen bringbar ausgestaltet
ist, und zwar zur Stützlastgewichtsmessung
und zum Ankuppeln an den Zuganker des Zugfahrzeuges.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung; es zeigen
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1 einen
teilweise geschnittenen Ausschnitt einer schematisch dargestellten
Kugelkopfanhängerkupplung
mit einer integrierten Messeinrichtung zur Bestimmung von Stützlastgewichten
im fahrbereiten Zustand,
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2 einen
vertikalen Schnitt durch die Kugelkopfanhängerkupplung gemäß 1 im
Messzustand der Messeinrichtung und
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3 einen
vertikalen Schnitt durch die Kugelkopfanhängerkupplung gemäß 1 im
fahrbreiten Zustand;
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4 eine
schematisch dargestellte perspektivische Ansicht auf einen Teil
einer Anhängerkupplung.
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Die
in 1 perspektivisch und teilweise geschnitten dargestellte
Kugelkopfanhängerkupplung
mit einer integrierten Messeinrichtung 1 zur Bestimmung
von Stützlastgewichten
ist oberhalb einer Kugelpfanne 2, die sich am Ende einer
nicht dargestellten Anhängerdeichsel
befindet, angeordnet. Die Lage der Kugelpfanne 2 ist in 1 in
fahrbereitem Zustand gezeigt, bei dem diese ein kugelförmiges Kupplungsteil
in der Form eines Kugelkopfs 3 eines Zughakens 4 eines
nicht dargestellten Zugfahrzeugs teilweise umfasst.
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Die
oberhalb der Kugelpfanne 2 koaxial zu dieser angeordneten
Messeinrichtung 1 umfasst ein hohlzylindrisches Gehäuse 5,
in dem ein Kraftsensor 6 in der Form einer Kraftmessdose
geführt
ist, die mit einer nicht näher
dargestellten Auswerteelektronik verbunden ist. Der Kraftsensor 6 besitzt
an seiner unteren Seite einen Druckbolzen 7, der die Kugelpfanne 2 mit
einem geringen Spiel zentrisch durchdringt und sich auf dem Kugelkopf 3 des
Zughakens 4 abstützen
kann, und an seiner oberen Seite einen Führungsbolzen 8.
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Das
stirnseitig mit dem Außenmantel
der Kugelpfanne 2 konzentrisch fest verbundene Gehäuse 5 der Messeinrichtung 1 enthält ferner
unterhalb des Kraftsensors 6 eine zylindrische Druckfeder 9,
welche sich unter Zwischenschaltung eines Druckrings 10 einerseits
an der Unterseite des Kraftsensors 6 und andererseits am
Boden des Gehäuses 5 abstützt, wie
in 2 und 3 zu sehen ist.
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Der
Führungsbolzen 8 ist
im oberen Bereich des Gehäuses 5 in
einer Spannhülse 11 geführt, die
durch einen Distanzring 12 im Gehäuse 5 zentriert wird.
Die Spannhülse 11 ist
wiederum Bestandteil einer Klemmvorrichtung 13, die in 1 zu
sehen ist und mit einem Handhebel 14 betätigbar ist.
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Die
Spannungsversorgung für
den Kraftsensor 6 als Druckmessdose erfolgt über ein
Kabel 15, in welchem auch Signalleitungen für die nicht
näher dargestellte Auswerteelektronik
mit ihrer optischen Anzeige der jeweiligen Stützlast untergebracht sind.
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Das
Messen der tatsächlichen
Stützlast
erfolgt vor dem Ankuppeln eines Anhängers an ein Zugfahrzeug, und
zwar wie folgt:
Entsprechend der Stellung der Messeinrichtung 1 in 2 ist
der Kraftsensor 6 durch den Handhebel 14 in 1 mittels
des Führungsbolzens 8 entgegen
der Kraft der Druckfeder 9 in seine Messstellung gebracht
worden, bei welcher der Druckbolzen 7 aus der Kugelpfanne 2 ragt
und auf einer Abflachung des Kugelkopfes 3 des Zughakens 4 aufsteht.
Gleichzeitig arretiert der Handhebel 1 diese Stellung über die
Klemmvorrichtung 13.
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Nun
wirkt das vorhandene Stützlastgewicht
der Anhängerdeichsel
auf den Druckbolzen 7, der wiederum überträgt diese Druckkraft in den
Kraftsensor 6, wo die Stützlast in ein elektronisches
Signal umgewandelt wird, und zwar 0,1 kg = 1 mV, das dann der z.
B. an der Anhängerdeichsel
vorgesehenen Auswerteelektronik über
das Kabel 15 zugeführt
wird, wo von der optischen Datenanzeige die tatsächliche Stützlast abgelesen werden kann.
Es ist aber auch möglich,
die elektronische Auswerteelektronik mit optischer Datenanzeige
unmittelbar in die Messeinrichtung zu integrieren.
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Das
eigentiche Ankuppeln eines mit der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1 bestückten Anhängers an
ein Zugfahrzeug mit einem Kugelkopf 3 versehenen Zughaken 4 ist
sodann erst möglich,
wenn der Handhebel 14 erneut betätigt wird, und zwar nach unten,
wodurch die Klemmvorrichtung 13 den Führungsbolzen 8 nach
oben befördert,
sodass gleichzeitig der Kraftsensor 6 durch die Druckfeder 9 nach
oben verschoben wird. Auf diese Weise wird der Kraftsensor 6 in
eine in 1 mit „x" bezeichnete Position gebracht, in der zum
einen der Druckbolzen 7 aus der Kugelpfanne 2 im
Prinzip verschwunden ist und zum anderen der Kraftsensor 6 während der
Fahrt weniger möglichen
Beschädigungen
ausgesetzt ist. Sobald also der Kraftsensor 6 die Position „x" eingenommen hat,
wie in 1 dargestellt, kann der Anhänger an das Zugfahrzeug angekuppelt
werden.
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Insgesamt
ist mit der vorliegenden Erfindung eine für den Autofahrer sehr hilfreiche
Messeinrichtung zur relativ genauen Bestimmung von Stützlasten
an Anhängerkupplungen
zum Verbinden eines Anhängers
mit einem Zugfahrzeug, wie Wohnwagen mit einem PKW, geschaffen worden,
die praxisnah Über-
oder Unterladungen von Anhängern
zu vermeiden hilft und somit auch Unfälle.
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Dabei
kann die oben beschriebene Messeinrichtung 1 in dieser
Anhängerkupplung
integriert sein.
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Zur
Anzeige der tatsächlich
anliegenden Stützlast
an der Anhängerkupplung
kann dieser ein Anzeigeelement 16, wie es in 4 angedeutet
ist, zugeordnet werden.
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Das
Anzeigedisplay kann eine separate Auswerteeinheit 17 enthalten.
Dabei soll auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass
die tatsächlich
anliegende Stützlast erst
bei Schliessen des Verriegelungshebels 18 bzw. Hebels 14 die
tatsächlich
anliegende Stützlast
der Kugelpfanne 2 auf dem hier nicht dargestellten Kugelkopf 3 am
Anzeigeelement 16, insbesondere Anzeigeelektronik, LED-Anzeige od. dgl.
anzeigt. Auf diese Weise ist die Sicherheit vor Missbrauch deutlich
erhöht.
Das Anzeigeelement 16 bzw. die Auswerteeinheit 17 kann über eine
Leitung 19 direkt mit dem Bordnetz oder einer anderen Energiequelle,
wie beispielsweise einer Solarzelle verbunden oder angeschlossen
sein. Auch soll daran gedacht sein, dass das Anzeigeelement 16 selbst
die Solarzelle der Energiequelle enthält.
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