DE202011105552U1

DE202011105552U1 - Anhängekupplung mit einer Sensorvorrichtung und Sensorvorrichtung dafür

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Publication number: DE202011105552U1
Application number: DE202011105552U
Authority: DE
Original assignee: Westfalia Automotive GmbH
Current assignee: Westfalia Automotive GmbH
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-09-09

Abstract

Anhängekupplung für ein Zugfahrzeug (12), insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug, zum Anhängen eines Anhängers an das Zugfahrzeug (12) mit einem Kupplungsarm (14a–14c), an dem ein Kuppelkörper (15) angeordnet ist, mit dem eine Anhänger-Kupplung des Anhängers verbindbar ist, wobei die Anhängekupplung (10a–10c) eine Sensorvorrichtung (50a–50c) mit mindestens einem Sensor (51) zur Erfassung eines Betriebszustandes der Anhängekupplung (10a–10c) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (50a–50c) eine Ausgabevorrichtung (52a–52c) zur Ausgabe eines Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (52a–52c) ein Schutzgehäuse (53a–53c) umfasst, so dass sie im Außenbereich des Zugfahrzeugs (12), insbesondere am Kupplungsarm (14a–14c) oder einer Anhängersteckdose (30a–30c), anordenbar oder angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anhängekupplung für ein Zugfahrzeug, insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug, zum Anhängen eines Anhängers an das Zugfahrzeug mit einem Kupplungsarm, an dem ein Kuppelkörper angeordnet ist, mit dem eine Anhänger-Kupplung des Anhängers verbindbar ist, wobei die Anhängekupplung eine Sensorvorrichtung mit mindestens einem Sensor zur Erfassung eines Betriebszustandes der Anhängekupplung aufweist, wobei die Sensorvorrichtung eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe eines Sensorsignals des mindestens einen Sensors umfasst.
Eine derartige Anhängekupplung ist in DE 10 2010 009 986 beschrieben. Die Sensorvorrichtung dient beispielsweise zur Messung einer Stützlast, die auf den Kupplungsarm wirkt. Die in der vorgenannten Patentanmeldung beschriebene Anhängekupplung bzw. dort beschriebene Sensorvorrichtung misst die auf dem Kuppelkörper, d. h. die Kupplungskugel, einwirkende Kraft. Problematisch ist dabei, wie man die Signale des Sensors für den Bediener gut erkennbar ausgestaltet, so dass dieser einen kritischen Lastzustand, z. B. eine zu hohe oder zu geringe Stützlast, ohne weiteres erkennen kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anhängekupplung mit einer verbesserten Sensorvorrichtung bereit zu stellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Anhängekopplung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Ausgabevorrichtung ein Schutzgehäuse umfasst, so dass sie im Außenbereich des Zugfahrzeugs, insbesondere am Kupplungsarm, anordenbar ist.
Es ist ein Grundgedanke der Erfindung, dass die Ausgabevorrichtung in einem Schutzgehäuse außen am Zugfahrzeug, beispielsweise am Kupplungsarm, der Anhängersteckdose oder dergleichen, angeordnet werden kann. Es versteht sich, dass die Ausgabevorrichtung auch an einer sonstigen Komponente des Kraftfahrzeugs, beispielsweise seinem Heckstoßfänger oder dergleichen, angeordnet werden kann. Bevorzugt ist das Schutzgehäuse spritzwassergeschützt, so dass auch Umwelteinflüsse unkritisch sind, d. h. die Funktion der Sensorvorrichtung bzw. deren Ausgabevorrichtung nicht beeinträchtigen.
Das Schutzgehäuse weist zweckmäßigerweise Befestigungsmittel, beispielsweise Haftstreifen, eine Klebebeschichtung, Nieten, Bolzen, Rastmittel oder dergleichen auf, mit dem es an einer gewünschten Komponente befestigbar ist, beispielsweise den Kupplungsarm oder der Anhängersteckdose.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Sensor Befestigungsmittel, zum Beispiel einen doppelseitigen Klebestreifen, einen Haftstreifen, eine Klebebeschichtung, Nieten, Bolzen, Rastmittel oder dergleichen, zur Befestigung an dem Kupplungsarm, dem Kuppelkörper oder einer dazwischenliegenden Komponente, beispielsweise einem Träger oder Fuß für den Kuppelkörper, aufweist. Der mindestens eine Sensor kann auch an die Anhängekopplung, insbesondere den Kupplungsarm, angeschweißt sein.
Selbstverständlich können auch mehrere Sensoren bei der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung vorgesehen sein. Dabei ist es möglich, dass die Sensoren alle zur Messung gleichartiger physikalischer Werte oder Betriebszustände, beispielsweise einer Stützlast, vorgesehen sind oder auch, dass beispielsweise zwei oder mehr Sensoren vorgesehen sind, die unterschiedliche physikalische Effekte messen können, beispielsweise eine Drehwinkelmessung und eine Kraftmessung durchführen.
Bevorzugt umfasst die Ausgabevorrichtung ein optisches Anzeigemittel. Auch ein akustisches Anzeigemittel oder beide Arten von Anzeigemitteln sind vorteilhaft.
So kann beispielsweise das optische Anzeigemittel eines oder mehrere farbige Leuchtmittel, zum Beispiel LEDs, umfassen. Das akustische Anzeigemittel umfasst beispielsweise einen Lautsprecher oder dergleichen.
Wenn farbige Leuchtmittel vorgesehen sind, leuchten diese farbigen Leuchtmittel zweckmäßigerweise in unterschiedlichen Farben. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass zwei unterschiedlich farbig leuchtende Leuchtmittel vorgesehen sind, beispielsweise rot und grün leuchtende Leuchtmittel. Aber auch ein Farbwechsel bei einem oder mehreren Leuchtmitteln ist möglich. So kann beispielsweise ein Leuchtmittel von einer ersten zu einer zweiten Farbe oder weiteren Farben umschalten. Bei einem zur Ausgabe unterschiedlicher Farben ausgestalteten Leuchtmittel ist ein Rot-Grün-Wechsel oder umgekehrt zweckmäßig.
Das optische Anzeigemittel ist zweckmäßigerweise zur Ausgabe des mindestens einen Sensorsignals oder mehreren (insbesondere bei mehreren Sensoren) in Abhängigkeit von dessen jeweiligen Wert(en) in unterschiedlichen Farben ausgestaltet. So kann beispielsweise bei Überschreitung eines Grenzwertes das optische Anzeigemittel von der einen Farbe zu anderen Farbe umschalten oder unterschiedlich farbige Leuchtmittel aktivieren.
Bevorzugt ist es, wenn das optische Anzeigemittel zur Ausgabe des Sensorsignals in der Art einer Ampel ausgestaltet ist. Bei einem zulässigen Betriebszustand, beispielsweise bei einer Stützlast im normalen Arbeitsbereich der Anhängekupplung, gibt das optische Anzeigemittel ein grünes Signal aus, während bei einem unzulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung bzw. einem diesen unzulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung signalisierenden Sensorsignal die Anzeigemittel rot leuchten. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Farbwechsel von rot auf grün oder umgekehrt stattfindet. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise zunächst eine oder mehrere grüne Leuchtdioden, anschließend, wenn der unzulässige Betriebszustand der Anhängekupplung erreicht wird, mindestens eine rote Leuchtdiode leuchtet. Dabei können die grünen Leuchtdioden Weiterleuchten, aber auch abgedimmt oder ausgeschaltet werden.
Es versteht sich, dass bei einer Anzeige in der Art einer Ampel auch ein Zwischenzustand zweckmäßig ist, bei denen die Anzeigemittel gelb oder orange leuchten. Dieser Zwischenzustand umfasst beispielsweise einen kritischen, jedoch noch zulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung. Wenn also beispielsweise die Stützlast aus dem an sich vorgesehenen mittleren Bereich in einen zu hohen oder zu niedrigen Bereich ”abdriftet”, leuchtet das optische Anzeigemittel gelb oder orange.
Das optische Anzeigemittel umfasst zweckmäßigerweise eine Balkenanzeige und/oder eine Stufenanzeige zur Anzeige des Sensorsignals des mindestens einen Sensors in Abhängigkeit von einem Wert des Sensorsignals. Beispielsweise aktiviert das optische Anzeigemittel sequenziell bei ansteigender Stützlast weitere Balken oder Stufen der Balkenanzeige bzw. der Stufenanzeige. Es versteht sich, dass die Balkenanzeige oder Stufenanzeige monochrom sein können.
Es ist aber auch vorteilhaft, wenn die Balkenanzeige oder Stufenanzeige mehrere Farben umfasst, so dass beispielsweise zunächst, bei niedriger Stützlast oder, allgemeiner formuliert, bei niedrigen, zulässigen Werten des Sensorsignals zunächst eine oder mehrere grüne Balken oder Stufen von dem optischen Anzeigemittel aktiviert werden, dann übergangsweise einer oder mehrere gelbe oder orange Balken und schließlich einer oder mehrere rote Balken oder Stufen, wenn das Sensorsignal einen Wert erreicht, der einen unzulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung signalisiert. Dabei können die an sich nicht mehr relevanten Stufen oder Balken, z. B. grüne Leuchtdioden, Weiterleuchten, aber auch abgedimmt oder ausgeschaltet werden.
Es versteht sich, dass die Zwischenstufe mit den gelben oder orangen Balken oder Stufen auch wegfallen kann und dass selbstverständlich auch anders farbige Balken oder Stufen möglich sind als die vorgenannten grünen oder roten Balken oder Stufen.
Die optischen Anzeigemittel umfasst zweckmäßigerweise mindestens ein Display, beispielsweise ein LCD-Display, zur Anzeige von zahlen, Buchstaben, Symbolen oder beliebigen Kombinationen davon.
Es ist auch möglich, dass an einer Anzeigevorrichtung eine Umschaltung zwischen einer numerischen oder symbolischen Anzeige des Sensorsignals oder der Sensorsignale und einer Anzeige mittels einer Skala, insbesondere einer Farbskala, vorgesehen ist. Die Umschaltung kann beispielsweise automatisch, d. h. abwechselnd geschehen, so dass die Anzeigevorrichtung sozusagen zwischen den beiden Anzeigemodi (weitere Anzeigemodi können möglich sein, zum Beispiel Farbskala, Zahlenwert und Symbol) umschaltet. Weiterhin könnte auch ein Taster vorgesehen sein, mit dem die verschiedenen Anzeigemodi schaltbar sind.
Weiterhin ist es möglich, dass beispielsweise Zahlenwerte oder numerische Angaben des Sensorsignals, die die Anzeigevorrichtung anzeigt, abhängig von einem jeweiligen Wert des Sensorsignals farbig hinterlegt sind oder farbig ausgegeben werden. So können beispielsweise zulässige Werte des Sensorsignals, zum Beispiel eine zulässige Belastung der Anhängekupplung signalisierende Werte, in einer 1. Farbe, eine Überlastung der Anhängekupplung signalisierende Werte des Sensorsignals in einer 2. Farbe, insbesondere rot, von der Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
Es versteht sich, dass das optische Anzeigemittel mehrere Komponenten, beispielsweise das vorgenannte Display, aber auch zusätzlich noch eines oder mehrere farbige Leuchtmittel umfassen kann. So kann der Bediener am Display quasi im Klartext erkennen, welche Werte der Sensor der Sensorvorrichtung tatsächlich misst, während die farbigen Leuchtmittel beispielsweise signalisieren, ob der jeweilige Wert im zulässigen, gerade noch zulässigen oder nicht mehr zulässigen Bereich des Betriebszustandes der Anhängekupplung liegt.
Prinzipiell ist es möglich, dass die Sensorvorrichtung dauerhaft arbeitet. Beispielsweise gibt die dauerhaft an der Anzeigevorrichtung den jeweiligen Wert des Sensorsignals aus.
Es ist aber auch möglich, dass die Sensorvorrichtung einen Aktivierungsschalter zur Aktivierung der Ausgabevorrichtung zur Ausgabe des mindestens einen Sensorsignals aufweist. Beispielsweise umfasst der Aktivierungsschalter einen Tastschalter, den der Bediener drückt, um die Anzeigevorrichtung oder Ausgabevorrichtung zu aktivieren.
Eine weitere Variante kann vorsehen, dass die Sensorvorrichtung zur Aktivierung der Ausgabevorrichtung ausgestaltet ist, wenn das Sensorsignal des mindestens einen Sensors einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet. Wenn also beispielsweise eine Stützlast einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet oder unterschreitet, aktiviert die Sensorvorrichtung die Ausgabevorrichtung. Beispielsweise kann dann ein rotes Leuchtsignal, ein akustisches Warnsignal oder dergleichen ausgegeben werden.
Selbstverständlich ist es vorteilhaft, wenn die Sensorvorrichtung auch eine Deaktivierung der Ausgabevorrichtung vornimmt, beispielsweise nach Ablauf einer vorbestimmten und/oder einstellbaren Zeitspanne. Dies trägt zur Energieeinsparung bei.
Die Energieeinsparung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Sensorvorrichtung gemäß einer weiteren Variante der Erfindung einen elektrischen Speicher, zum Beispiel einen Akkumulator, eine Batterie oder dergleichen, zur Speicherung elektrischer Energie aufweist. Bevorzugt ist auch ein Pufferspeicher, beispielsweise eine entsprechender Pufferkondensator, der in elektrische Energie zumindest puffern oder zwischenspeichern kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Sensorvorrichtung eine elektrische Kontaktvorrichtung zum Einstecken in eine Anhängersteckdose der Anhängekupplung aufweist. In die Anhängersteckdose kann beispielsweise ein Anhängerstecker des Anhängers eingesteckt werden, um dessen Leuchten mit Strom zu versorgen.
Eine an sich eigenständige Erfindung, die auch bei Sensorvorrichtungen ohne eine im Außenbereich anordenbare Ausgabevorrichtung zweckmäßig ist, sieht vor, dass die Kontaktvorrichtung einen Zwischenadapter umfasst oder bildet, der sandwichartig zwischen der Anhängersteckdose und einem Anhängerstecker des Anhängers anordenbar ist und jeweils miteinander verbundene elektrische Steckkontakte und Steckbuchsen aufweist, wobei die Steckkontakte zum Einstecken in die Anhängersteckdose und die Steckbuchsen zum Einstecken des Anhängersteckers vorgesehen sind und elektrische Leitungen zur Stromversorgung des mindestens einen Sensors und/oder der Anzeigevorrichtung mit mindestens einem, vorzugsweise zwei der Steckkontakte verbunden sind.
Die Sensorvorrichtung wird bei dieser Ausführungsform also über einen Zwischenadapter mit Strom versorgt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine Nachrüstung vorteilhaft. Es ist auch möglich, dass der Bediener, wenn er tatsächlich die Sensorfunktion wünscht, den Zwischenadapter einsteckt, die Sensorvorrichtung nutzt und den Zwischenadapter anschließend wieder aus der Anhängersteckdose aussteckt.
Bevorzugt weist der Zwischenadapter mindestens eine Dichtung, Verriegelungsmittel und dergleichen auf. Die Dichtung ist beispielsweise zwischen dem Zwischenadapter und der Anhängersteckdose und/oder zwischen dem Zwischenadapter und dem Anhängerstecker angeordnet und/oder wirksam. Dort sind jeweils auch Verriegelungsmittel zweckmäßig, beispielsweise Haken, Formschlusskonturen und dergleichen, mit denen der Zwischenadapter an der Anhängersteckdose und/oder die Anhängersteckdose am Zwischenadapter verriegelbar ist.
Das Schutzgehäuse ist zweckmäßigerweise an einem Dosengehäuse einer Anhängersteckdose der Anhängekupplung angeordnet. Die Anhängersteckdose befindet sich bei seiner Ausführungsform, die bevorzugt ist, am Kupplungsarm der Anhängekopplung. Es ist aber auch möglich, dass die Ausgabevorrichtung am oder im Dosengehäuse der Anhängersteckdose angeordnet ist, das insofern ein Schutzgehäuse bilden kann.
Zweckmäßig ist es auch, wenn die Sensorvorrichtung zur Übertragung des Sensorsignals des mindestens einen Sensors eine drahtlose oder leitungsgebundene Bord-Schnittstelle zu einem Bordnetz des Zugfahrzeugs aufweist. Die Bord-Schnittstelle umfasst beispielsweise eine Bus-Schnittstelle, zum Beispiel eine LIN-Schnittstelle, eine CAN-Schnittstelle oder dergleichen, und/oder eine Kopplung mittels Optokopplern und/oder einem Spulen-Übertrager.
Wie bereits erläutert, kann der Sensor mehrere Arten von Sensoren umfassen, beispielsweise einen Kraftsensor zum Erfassen einer auf die Anhängekopplung, insbesondere deren Kupplungsarm und/oder deren Kuppelkörper, einwirkenden Kraft. Der Kraftsensor umfasst zweckmäßigerweise einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren oder dergleichen.
Es ist aber auch möglich, dass der mindestens eine Sensor einen Drehwinkelsensor zur Erfassung eines Drehwinkels des Kuppelkörpers und/oder des Anhängers relativ zu dem Kupplungsarm bzw. den Zugfahrzeug umfasst. Beispielsweise ist der Kuppelkörper an einem freien Ende oder einer sonstigen Position des Kupplungsarms angeordnet. Bevorzugt ist der Kuppelkörper relativ zu dem Kupplungsarm beweglich. Beispielsweise ist der Kuppelkörper relativ zum Kupplungsarm drehbar und/oder verschieblich. Der mindestens eine Sensor misst beispielsweise eine Relativverschiebung des Kuppelkörpers zum Kupplungsarm, die beim Abstützen des Anhängers auf dem Kuppelkörper auftritt.
Weiterhin kann der mindestens eine Sensor auch einen Drehwinkel des drehbaren Kuppelkörpers relativ zum Kupplungsarm messen.
Selbstverständlich kann der Kuppelkörper in einer an sich üblichen Ausgestaltung kugelig sein. Es versteht sich, dass auch eine andersartige Außengeometrie des Kuppelkörpers möglich ist, beispielsweise eine polygonale Außengeometrie derart, dass die Anhänger-Kupplung des Anhängers formschlüssig mit dem Kuppelkörper verbindbar ist und diesen bei einer Relativdrehung des Anhängers zum Kuppelkörper mitnimmt.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass die Anhängekupplung vorzugsweise einen Halter umfasst, an dem der Kupplungsarm fest oder lösbar befestigbar und/oder beweglich angeordnet ist. Der Halter ist am Kraftfahrzeug, beispielsweise an einem Querträger desselben, befestigbar. Der Kupplungsarm kann beispielsweise in eine Steckaufnahme des Halters einsteckbar und dort verriegelbar sein. Es ist aber auch möglich, dass der Kupplungsarm relativ zum Halter schwenkbar und/oder verschieblich ist, d. h. dass der Halter ein entsprechendes Schwenklager und/oder Schiebelager umfasst.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Sensorvorrichtung eine drahtlose Schnittstelle zur Übertragung des Signals des mindestens einen Sensors an eine externe Einrichtung, zum Beispiel einen Personal Computer, ein Smartphone, einen mobilen Bildschirm oder dergleichen umfasst. Die drahtlose Schnittstelle umfasst beispielsweise eine WLAN-Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle oder dergleichen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Schrägansicht eines 1. Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anhängekupplung,
2 einen Ausschnitt A aus 1,
3 ein 2. Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anhängekupplung,
4 einen Ausschnitt B aus 2,
5 ein 3. Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anhängekupplung, und
6 einen Ausschnitt C aus 3.
Die in der Zeichnung dargestellten Anhängekupplungen 10a, 10b und 10c haben teilweise gleiche oder gleichartige Komponenten, die dann mit denselben Bezugszeichen, teilweise kenntlich gemacht durch die Kleinbuchstaben a, b und c, versehen sind.
Die Anhängekupplungen 10a–10c umfassen fahrzeugseitige Halter 11a, 11b, 11c, die an einem Zugfahrzeug 12 (schematisch dargestellt) beispielsweise einem Personenkraftwagen, einem Elektromobil oder dergleichen, befestigt sind. Beispielsweise sind die Halter 11a–11c an einem Querträger 13 des Zugfahrzeugs 12 befestigt.
Die Anhängekupplungen 10a–10c umfassen Kupplungsarme 14a, 14b und 14c, die am Halter 11a, 11b, 11c, lösbar befestigbar (Anhängekupplung 10a), fest angeordnet (Anhängekupplung 10b), oder schwenkbar gelagert (Anhängekupplung 10c) sind.
An den freien Enden der Kupplungsarme 14a, 14b und 14c sind Kuppelkörper 15 angeordnet, beispielsweise Kupplungskugeln, wobei selbstverständlich auch andere Geometrien eines Kuppelkörpers ohne weiteres möglich wären.
Der Kupplungsarm 14a ist mit einem Steckende 16 in eine Steckaufnahme 17 des Halters 11a einsteckbar. Dort kann der Kupplungsarm 14a mittels einer Verriegelungseinrichtung 18 verriegelt werden, beispielsweise mittels Formschlusskörpern. Die Verriegelungseinrichtung 18 ist mittels eines Betätigungselements 19, beispielsweise eines Handrads, betätigbar. Der Halter 11a umfasst beispielsweise eine Steckhülse, die nach unten vor den Querträger 13 vorsteht.
Der Kupplungsarm 14b ist mit seinem fahrzeugseitigen Ende an den Halter 11b angeschraubt. Beispielsweise durchdringen Schrauben 20 den Kupplungsarm 14b, sowie seitliche Halteteile 21, beispielsweise Platten, die am Querträger 13 befestigt sind und zwischen denen der Kupplungsarm 14b angeordnet ist. Beispielsweise sind die Halteteile 21 an einem Befestigungsblech 22 befestigt, das seinerseits am Querträger 13 befestigt ist, beispielsweise angeschweißt. Wenn man die Schrauben 20 löst, ist selbstverständlich auch der Kupplungsarm 14b vom Halter 11b entfernbar. An sich ist er jedoch feststehend am Zugfahrzeug 12 befestigt.
Der Halter 11c lagert den Kupplungsarm 14c beweglich relativ zum Zugfahrzeug 12. Der Kupplungsarm 14c ist zwischen einer in durchgezogenen Linien dargestellten, zum Anhängen des nicht dargestellten Anhängers vorgesehenen Arbeitsstellung W und einer in gestrichelten Linien angedeuteten, zum Zugfahrzeug 12 hinbewegten Ruhestellung R beweglich gelagert. In der Arbeitsstellung W steht der Kupplungsarm 14c nach hinten vor das Zugfahrzeug 12 vor, während er in der Ruhestellung R beispielsweise hinter einen Stoßfänger des Zugfahrzeugs 12 bewegt ist, beispielsweise um eine oder mehrere Schwenkachsen geschwenkt ist. Der Halter 11c umfasst beispielsweise ein Schwenklager 23 zum Schwenken des Kupplungsarms 14c um eine in Fahrzeuglängsrichtung des Zugfahrzeugs 12 verlaufende Schwenkachse und ein Drehlager 24 zum Drehen des Kupplungsarms 14 um eine etwa vertikale Drehachse. Am Halter 11c ist zweckmäßigerweise ein Motor 25 zum Verstellen des Kupplungsarms 14c und/oder zum Verriegeln des Kupplungsarms 14c in der Ruhestellung R und/oder der Arbeitsstellung W vorhanden. Der Motor 25 ist beispielsweise in dem teilweise geöffnet dargestellten Gehäuse 29 des Halters 11c angeordnet.
Die Anhängekupplungen 10a–10c weisen Anhängersteckdosen 30a, 30b und 30c zur elektrischen Stromversorgung des Anhängers auf, beispielsweise zur Versorgung von dessen Leuchten.
Die Anhängersteckdosen 30a und 30b sind an Steckdosenhaltern 31a, 31b angeordnet. Die Steckdosenhalter 31a, 31b umfassen beispielsweise Halteplatten 32a, 32b. Die Halteplatte 32a ist mittels eines Schwenklagers 33 an einem fest am Zugfahrzeug 12 angeordneten oder anordenbaren Halter 34 schwenkbar gelagert. Die Halteplatte 32b ist beispielsweise mittels einer der Schrauben 20 am Halter 11b befestigt, also feststehend.
Die Anhängersteckdose 30c wird vom Kupplungsarm 14c gehalten, so dass dieser quasi einen Steckdosenhalter bildet. Beispielsweise befindet sich die Anhängersteckdose 30c an oder zwischen Armabschnitten 26, 27 des Kupplungsarms 14c, beispielsweise im Bereich eines gekrümmten Armabschnitts 28 zwischen den Armabschnitten 26, 27.
Die Anhängersteckdose 30a–30c umfassen Dosengehäuse 35a, 35b und 35c, in denen Steckbuchsen angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind die Dosengehäuse 35a–35c mittels Deckeln 37 verschließbar.
Der Armabschnitt 26 erstreckt sich beispielsweise vom jeweiligen Halter 11a–11c weg und verläuft im Wesentlichen horizontal, während der Armabschnitt 27 im Wesentlichen vertikal verläuft also hoch stehend ist. Die Kupplungsarme 14a und 14c haben jeweils noch den gekrümmten Armabschnitt 28. Darauf kommt es jedoch nicht an.
Die Anhängekupplungen 10a–10c sind mit Sensorvorrichtungen 50a–50c ausgestaltet, die jeweils einen Sensor 51 umfassen. Der Sensor 51 dient zur Messung einer Stützlast, die auf den jeweiligen Kupplungsarm 14a–14c einwirkt. Zweckmäßigerweise umfasst der Sensor 51 beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen. Der Sensor 51 ist beispielsweise am Armabschnitt 27 angeordnet. Wenn auf den Kuppelkörper 15 eine Stützlast einwirkt, wird der Armabschnitt 26 dadurch belastet und verformt sich. Der Sensor 51, der beispielsweise an den Armabschnitt 26 angeklemmt oder angeklebt ist, kann diese Verformung des Kupplungsarms 14a–14c erfassen und ein davon abhängiges Sensorsignal erzeugen.
Zur Anzeige dieses Sensorsignals dienen bei den Sensorvorrichtungen 50a–50c Anzeige- oder Ausgabevorrichtungen 52a–52c.
Die Ausgabevorrichtungen 52a–52c sind in Schutzgehäusen 53a–53c angeordnet, die eine Anordnung im Außenbereich, das heißt außerhalb eines Karosserie-Innenraums des Zugfahrzeugs 12 ohne weiteres ermöglichen. Die Schutzgehäuse 53a–53c kapseln beispielsweise optische Anzeigemittel 54 der Ausgabevorrichtung 52a–52c.
Die Ausgabevorrichtungen 52a–52c sind mittels optischen und/oder elektrischen Leitungen 55 mit den Sensoren 51 verbunden.
Die optischen Anzeigemittel 54 umfassen beispielsweise Leuchtdioden-Anordnungen, mit denen insbesondere verschieden farbige Darstellungen des Sensorsignals, das der jeweilige Sensor 51 erzeugt, möglich sind. Die optischen Anzeigemittel 54 umfassen beispielsweise jeweils 2 grüne Leuchtmittel 56, ein gelbes Leuchtmittel 57 und ein oder zwei rote Leuchtmittel 58, beispielsweise Leuchtdioden oder dergleichen.
Die Leuchtmittel 56–58 sind in der Art von Balken angeordnet, d. h. sie bilden insgesamt eine Reihe. Wenn das Sensorsignal des Sensors 51 jeweils einen normalen, zulässigen Belastungszustand des Kupplungsarms 14a–14c signalisiert, d. h. dass eine Stützlast weder zu hoch, noch zu niedrig ist, leuchten beispielsweise eine oder beide Leuchtmittel 56. Die Anzeige ist also grün, so dass der Bediener ohne weiteres erkennen kann, das mit der Stützlast alles in Ordnung ist.
Ist die Stützlast jedoch kritisch, d. h. sie liegt schon in einem noch zulässigen, jedoch beim Fahrbetrieb möglicherweise auch bereits kritischen Bereich, leuchtet das mittlere Leuchtmittel 57. Die Anzeige ist gelb, zeigt also schon eine erste Warnstufe an.
Wenn jedoch die Stützlast über einen zulässigen Bereich hinausgeht, beispielsweise deutlich zu hoch oder zu gering ist, leuchten in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des Sensorsignals des Sensors 51 eine oder beide Leuchtmittel 58. Die Anzeige ist also rot, so dass der Bediener sofort erkennt, dass er in diesem Zustand die Anhängekupplung 10a–10c nicht nutzen darf.
Bei den Ausgabevorrichtungen 52a und 52b ist zusätzlich noch ein Display 59 vorhanden, dass den jeweiligen Wert des Sensorsignals des Sensors 51 im Klartext, beispielsweise in Zahlenwerten anzeigt. Selbstverständlich könnte im Display 59 auch ein Diagramm, beispielsweise ein Balkendiagramm, angezeigt werden, das den jeweiligen Wert des Sensorsignals repräsentiert.
Die Ausgabevorrichtung 52b ist sozusagen ganz einfach am Kupplungsarm 14b befestigt, beispielsweise am Armabschnitt 26, wo sie gut sichtbar ist. Beispielsweise ist die Ausgabevorrichtung 52b an den Kupplungsarm 14b angeklebt.
Eine elektrische Leitung 70, die mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Bordnetz des Zugfahrzeugs 12 und/oder einer Batterie oder einem Akku verbunden ist, dient der elektrischen Stromversorgung der Sensorvorrichtung 50b und/oder der Ausgabevorrichtung 52b.
Ein Akku oder eine Batterie, z. B. eine Knopfzelle, könnte z. B. auch im Gehäuse der Ausgabevorrichtung 52b angeordnet sein.
Bei den Sensorvorrichtungen 50a und 50c sind die Anhängersteckdose 30a und 30c sozusagen in das Sensor- und Anzeigekonzept eingebunden.
Die Sensorvorrichtung 50a umfasst einen Zwischenadapter 60, der an die Anhängersteckdose 30a ansteckbar ist. Der Zwischenadapter 60 weist einerseits an einem Adapterkörper 61 angeordnete, in der Zeichnung nicht sichtbare Steckkontakte auf, die in die Steckbuchsen der Anhängersteckdose 30a einsteckbar sind. Am Adapterkörper 61 sind weiterhin Steckbuchsen 62 vorgesehen, in die ein Anhängerstecker einsteckbar ist.
Zum leichteren Verständnis ist die Anhängersteckdose 30a mit abgenommenem Dosengehäuse 35a dargestellt. Das Dosengehäuse 35a ist links neben der Anhängersteckdose 30a in gestrichelten Linien eingezeichnet.
über in der Zeichnung nicht sichtbare Leitungen ist die am Zwischenadapter 60 angeordnete Ausgabevorrichtung 52a mit einem oder 2 der Steckkontakte bzw. Steckbuchsen 62 verbunden, so dass auf diese Weise die elektrische Stromversorgung der Ausgabevorrichtung 52a gesichert ist. Über die Leitung 55 versorgt die Ausgabevorrichtung 52a den Sensor 51 mit Strom. Die Ausgabevorrichtung 52a ist beispielsweise am Außenumfang des Adapterkörpers 61 angeordnet.
Eine Variante der Erfindung kann vorsehen, dass der Zwischenadapter 60 dauerhaft an der Anhängersteckdose 30a verbleibt, auch wenn der in der Zeichnung nicht dargestellte Anhängerstecker eingesteckt ist. Eine andere Variante kann vorsehen, dass der Zwischenadapter 60 nur zum Zwecke des Messens der Stützlast an die Anhängersteckdose 30a angesteckt wird. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dass zusätzlich noch Steckbuchsen in der Art der Steckbuchsen 62 zum Einstecken eines Anhängersteckers vorhanden sind. es versteht sich, dass in diesem Fall auch beispielsweise nur 2 Steckkontakte zum Einstecken in die Steckbuchsen 36 zweckmäßig sind, elektrisch plus und minus.
Die Ausgabevorrichtung 52c bildet sozusagen einen integralen Bestandteil der Anhängersteckdose 30c. Die Ausgabevorrichtung 52c hat kein Display 59, wobei dies prinzipiell auch denkbar wäre. Die Ausgabevorrichtung 52c ist direkt am Dosengehäuse 35c angeordnet, beispielsweise an dessen Außenumfang.
Es wäre möglich, dass die Ausgabevorrichtung 52c innerhalb des Dosengehäuses 35c angeordnet ist, das dann beispielsweise einen transparenten Abschnitt aufweist, durch den hindurch die Ausgabevorrichtung 52c sichtbar ist. Die Ausgabevorrichtung 52c versorgt den Sensor 51 mit elektrischer Energie.
Nur schematisch angedeutet ist, dass beispielsweise die Ausgabevorrichtung 52c, die einen Bestandteil der Sensorvorrichtung 50c bildet, eine drahtlose Schnittstelle 65, beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle, zur Kommunikation mit einem externen Anzeigegerät 66, zum Beispiel einem Smartphone, aufweist. Das Anzeigegerät 66 kann die Sensorsignale des Sensors 51 anzeigen.
Über die Leitung 70 kann beispielsweise die Sensorvorrichtung 50b mit einem Bordnetz des Zugfahrzeugs 12 verbunden sein, auch zur Ausgabe eines Sensorsignals, das der Sensor 51 erzeugt. Zweckmäßig ist dabei eine Bus-Schnittstelle.
Die Sensorvorrichtung 50c kann z. B. über eine Leitung 38, mit der die Anhängersteckdose 30c mit einem Bordnetz 39 des Zugfahrzeug 12 verbunden ist, mit dem Bordnetz 39 kommunizieren, beispielsweise Signale des Sensors 51 an dasselbe melden.
Es versteht sich, dass eine Messung einer Stützlast mittels beispielsweise Dehnungsmessstreifen (Sensor 51) nur eine von möglichen weiteren Varianten darstellt. Beispielsweise könnte der Kuppelkörper 15 der Anhängekupplung 10b auf einem bezüglich des Kupplungsarms 14b verschieblich gelagerten (schematisch dargestellten) Träger 80 angeordnet sein, wobei der Träger 80 auf einen Drucksensor 81 anhand der Verschiebung (Pfeil 82) einwirkt, wenn er bzw. der Kuppelkörper 15 durch einen Anhänger belastet wird. Der Drucksensor 81 kann also auch als ein Sensor für die Sensorvorrichtung 50b dienen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass beispielsweise ein Betätigungsglied 85 vor einen Außenumfang des Kuppelkörpers 15 der Anhängekupplung 10a vorsteht und durch eine Anhänger-Kupplung belastbar ist. Wenn die Anhängerkupplung auf das Betätigungsfeld 85 einwirkt (Pfeil 87), wirkt sie auf einen Sensor 86 ein, der einen weiteren Kraftsensor, der eine Stützlast messen kann, darstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010009986 [0002]

Claims

Anhängekupplung für ein Zugfahrzeug (12), insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug, zum Anhängen eines Anhängers an das Zugfahrzeug (12) mit einem Kupplungsarm (14a–14c), an dem ein Kuppelkörper (15) angeordnet ist, mit dem eine Anhänger-Kupplung des Anhängers verbindbar ist, wobei die Anhängekupplung (10a–10c) eine Sensorvorrichtung (50a–50c) mit mindestens einem Sensor (51) zur Erfassung eines Betriebszustandes der Anhängekupplung (10a–10c) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (50a–50c) eine Ausgabevorrichtung (52a–52c) zur Ausgabe eines Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (52a–52c) ein Schutzgehäuse (53a–53c) umfasst, so dass sie im Außenbereich des Zugfahrzeugs (12), insbesondere am Kupplungsarm (14a–14c) oder einer Anhängersteckdose (30a–30c), anordenbar oder angeordnet ist.
Anhängekupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (52a–52c) ein optisches Anzeigemittel (54) und/oder ein akustisches Anzeigemittel umfasst.
Anhängekupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (54) mindestens ein farbiges Leuchtmittel (56–58) umfassen.
Anhängekupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine farbige Leuchtmittel (56–58) mindestens zwei unterschiedlichen farbig, insbesondere rot und grün, leuchtende Leuchtmittel (56–58) und/oder mindestens ein Leuchtmittel (56–58), das zu einem Farbwechsel von einer ersten zu einer zweiten Farbe ausgestaltet ist, umfasst.
Anhängekupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (54) zur Ausgabe des mindestens einen Sensorsignals in Abhängigkeit von dessen Wert in unterschiedlichen Farben ausgestaltet sind.
Anhängekupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (54) zur Ausgabe des Sensorsignals in der Art einer Ampel ausgestaltet ist, so dass es bei einem einen zulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung (10a–10c) signalisierenden Sensorsignal grün leuchtet und bei einem einen unzulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung (10a–10c) signalisierenden Sensorsignal rot leuchtet.
Anhängekupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel (54) bei einem einen kritischen, noch zulässigen Betriebszustand der Anhängekupplung (10a–10c) signalisierenden Sensorsignal gelb oder orange leuchtet.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (52a–52c), insbesondere das optische oder akustische Anzeigemittel (54), zur stufigen Anzeige des Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) ausgestaltet ist, wobei eine erste Stufe einem ersten Wert des Sensorsignals und mindestens eine zweite Stufe einem zweiten Wert des Sensorsignals zugeordnet ist.
Anhängekupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (54) eine Balkenanzeige und/oder eine Stufenanzeige zur Anzeige des Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) in Abhängigkeit von einem Wert des Sensorsignals umfasst.
Anhängekupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Anzeigemittel (54) mindestens ein, insbesondere farbiges oder zu einem Farbwechsel ausgestaltetes, Display (59) zur Anzeige von Zahlen und/oder Buchstaben und/oder Symbolen umfasst.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) einen Aktivierungsschalter zur Aktivierung der Ausgabevorrichtung (52a–52c) zur Ausgabe des mindestens einen Sensorsignals aufweist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) zur Aktivierung der Ausgabevorrichtung (52a–52c) ausgestaltet ist, wenn das Sensorsignal des mindestens einen Sensors (51) einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet und/oder überschreitet.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) zur Deaktivierung der Ausgabevorrichtung (52a–52c) nach Ablauf einer vorbestimmten und/oder einstellbaren Zeitspanne ausgestaltet ist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) eine elektrische Kontaktvorrichtung zum Einstecken in eine Anhängersteckdose (30a–30b) der Anhängekupplung (10a–10c) aufweist.
Anhängekupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung einen Zwischenadapter (60) umfasst oder bildet, der sandwichartig zwischen der Anhängersteckdose (30a–30b) und einem Anhängerstecker des Anhängers anordenbar ist und jeweils miteinander verbundene elektrische Steckkontakte und Steckbuchsen (62) aufweist, wobei die Steckkontakte zum Einstecken in die Anhängersteckdose (30a–30b) und die Steckbuchsen (62) zum Einstecken des Anhängersteckers vorgesehen sind und elektrische Leitungen zur Stromversorgung des mindestens einen Sensors (51) und/oder der Anzeigevorrichtung mit mindestens einem, vorzugsweise zwei der Steckkontakte verbunden sind.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) einen elektrischen Speicher, insbesondere einen Pufferspeicher und/oder einen Akkumulator, zur Speicherung elektrischer Energie aufweist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (53a–53c) an einem Dosengehäuse (35a; 35c) einer Anhängersteckdose (30a–30b) der Anhängekupplung (10a–10c) angeordnet ist oder von einem Dosengehäuse (35a; 35c) einer Anhängersteckdose (30a–30b) der Anhängekupplung (10a–10c) gebildet ist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) zur Übertragung des Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) eine Bord-Schnittstelle (65) zu einem Bordnetz des Zugfahrzeugs (12), insbesondere eine Bus-Schnittstelle, aufweist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (51) einen Kraftsensor zum Erfassen einer auf die Anhängekupplung (10a–10c), insbesondere den Kupplungsarm (14a–14c) und/oder den Kuppelkörper (15), einwirkenden Kraft umfasst.
Anhängekupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor einen Dehnungsmessstreifen und/oder einen Drucksensor umfasst.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (51) einen Drehwinkelsensor zur Erfassung eines Drehwinkels des Kuppelkörpers (15) und/oder des Anhängers relativ zu dem Kupplungsarm (14a–14c) umfasst.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kuppelkörper (15) an einem freien Ende des Kupplungsarms (14a–14c) angeordnet ist und/oder relativ zu dem Kupplungsarm (14a–14c) beweglich ist.
Anhängekupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (50a–50c) eine drahtlose Schnittstelle (65) zur drahtlosen Übertragung des Signals des mindestens einen Sensors (51) an eine externe Einrichtung, insbesondere einen Personal Computer und/oder ein Smartphone und/oder einen mobilen Bildschirm, aufweist.
Sensorvorrichtung (50a–50c) für eine Anhängekupplung (10a–10c) für ein Zugfahrzeug (12), insbesondere ein Personen-Kraftfahrzeug, wobei die Anhängekupplung (10a–10c) zum Anhängen eines Anhängers an das Zugfahrzeug (12) einen Kupplungsarm (14a–14c), an dem ein Kuppelkörper (15) angeordnet ist, mit dem eine Anhänger-Kupplung des Anhängers verbindbar ist, aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (50a–50c) mindestens einen Sensor (51) zur Erfassung eines Betriebszustandes der Anhängekupplung (10a–10c) aufweist und eine Ausgabevorrichtung (52a–52c) zur Ausgabe eines Sensorsignals des mindestens einen Sensors (51) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (52a–52c) ein Schutzgehäuse (53a–53c) umfasst, so dass sie im Außenbereich des Zugfahrzeugs (12), insbesondere am Kupplungsarm (14a–14c), anordenbar ist.