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Die Erfindung betrifft einen Kuppelzapfen für eine Anhängerkupplung, der aus mindestens zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen besteht.
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Es ist bekannt, Kuppelzapfen zweiteilig auszubilden, wobei ein Teil drehfest in einer Kupplung und der andere Teil relativ hierzu drehbar ist. Der Grund für diese Ausbildung eines Kuppelzapfens liegt vor allem darin, dass der Teil, der in eine Zugöse eingreift, bei Kurvenfahrten die relative Drehung der Zugöse mitvollführen kann. Auf diese Weise werden Verschleißerscheinungen am Kuppelzapfen und an der Zugöse klein gehalten. Damit der Kuppelzapfen dennoch in der Kupplung axial verschiebbar ist, könnte der gesamte Kuppelzapfen verdrehbar ausgebildet werden. In diesem Fall kann aber ein Verstellmechanismus zum axialen Verschieben des Kuppelzapfens nur noch schwer am Kuppelzapfen angreifen. Außerdem ergibt sich dabei ein erhöhter Verschleiß an der Angriffsstelle des Verschiebemechanismus, so dass nicht der Verschleiß insgesamt reduziert, sondern nur auf ein anderes Teil übertragen wurde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kuppelzapfen der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch einen verringerten Verschleiß in allen seinen Komponenten auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird mit den folgenden Merkmalen gelöst.
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Der erfindungsgemäße Kuppelzapfen dient für eine Anhängerkupplung, um eine Zugöse einer Anhängerdeichsel mit einem Fahrzeug zu verbinden. Zu diesem Zweck ist der Kuppelzapfen in der Regel innerhalb der Anhängerkupplung axial zwischen einer die Zugöse durchsetzenden Kuppelstellung und einer diese freigebenden Freigabestellung verschiebbar. Um einerseits einen einfachen und gleichzeitig verschleißarmen Mechanismus zur axialen Verschiebung des Kuppelzapfens ermöglichen zu können und andererseits einen Verschleiß zwischen dem Kuppelzapfen einerseits und der Zugöse andererseits zu minimieren, ist der Kuppelzapfen aus mindestens zwei Teilen aufgebaut. Ein drehfester erster Teil ist dabei vorzugsweise durch den Kupplungsmechanismus ergreifbar, um den Kuppelzapfen axial zu verstellen. Ein zweiter Teil des Kuppelzapfens ist dagegen relativ zum ersten Teil drehbar, wobei die Drehbarkeit in der Regel um die Kuppelzapfenachse erfolgt. Um eine axiale Verstellung des gesamten Kuppelzapfens trotz seiner Mehrteiligkeit sicherzustellen, ist der erste Teil mit dem zweiten Teil zugsicher verbunden. Damit wird ein sicheres axiales Verstellen des Kuppelzapfens bei gleichzeitig geringem Verschleiß in der Zugöse gewährleistet. An einem derartigen Kuppelzapfen ist jedoch nachteilig, dass nunmehr der Verschleiß, der bei einteiliger Ausbildung des Kuppelzapfens zwischen diesem und der Zugöse aufgetreten wäre, auf die Verbindung zwischen beiden Teilen des Kuppelzapfens verlagert wird. Bei einer Kurvenfahrt mit angehängtem Anhänger müssen nun die beiden Teile des Kuppelzapfens gegeneinander verdreht werden, was in der Regel zu entsprechendem Verschleiß führt. Damit ist nur durch diese zweiteilige Ausbildung relativ wenig gewonnen. Es hat sich herausgestellt, dass der Verschleiß im Kuppelzapfen bei einem derartigen mehrteiligen Aufbau sogar vergrößert ist, weil Schmutz in die Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen des Kuppelzapfens eindringen kann und dieser dann in der Verbindungsstelle festsitzt. Dagegen kann sich Schmutz der Zugöse eines einteiligen Kuppelzapfens abreiben und die Verbindungsstelle mit dem Kuppelzapfen verlassen. Damit wird der augenscheinliche Vorteil eines mehrteiligen Kuppelzapfens durch die damit verbundenen Nachteile vollständig zunichte gemacht. Insbesondere bei Kuppelzapfen, die an landwirtschaftlichen Fahrzeugen eingesetzt werden, ist der Verschmutzungsgrad sehr hoch, was den Einsatz mehrteiliger Anhängerkupplungen sinnlos macht. Zur Erzielung eines verschleißarmen Systems wird daher vorgeschlagen, die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Kuppelzapfens zumindest im Teilbereich staubdicht abzuschließen. Es reicht dabei grundsätzlich aus, jenen Teil dieser Verbindung staubdicht abzudichten, der besonders schmutzexponiert ist oder aufgrund des offenen Querschnitts ein dominantes Einfallstor für Schmutz in die Verbindungsstelle zwischen den Teilen des Kuppelzapfens bildet. Vorzugsweise wird die Verbindungsstelle zwischen den Teilen des Kuppelzapfens vollständig staubdicht abgeschlossen, wodurch der Verschleiß des Kuppelzapfens bei Kurvenfahrten erheblich reduziert wird.
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Um die Teile des Kuppelzapfens gegen eine relative axiale Verschiebung zueinander zu sichern, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil von mindestens einem Sicherungselement gebildet ist. Im Bereich dieses mindestens einen Sicherungselements ist mindestens eine Aussparung vorgesehen, um das mindestens eine Sicherungselement montieren bzw. demontieren zu können.
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Für das mindestens eine Sicherungselement hat sich ein Sägering oder Sicherungsdraht bewährt. Ein Sägering ist ein elastisch deformierbares, ringförmiges Element, welches sich mit einer speziell hierfür vorgesehenen Zange elastisch aufspreizen lässt. Der Sägering ist vorzugsweise in einer Nut mindestens eines der Teile vorgesehen und verhindert in seiner Neutrallage eine axiale Verschiebung der Teile des Kuppelzapfens gegeneinander. Ein Sicherungsdraht wird in sich gegenseitig ergänzenden Nuten der Teile des Kuppelzapfens eingetrieben und hält diese mittels Scherkräften axial in Lage. Der Sicherungsdraht kann dabei kreisförmig um den Kuppelzapfen gebogen sein. Alternativ ist es aber auch vorstellbar, den Sicherungsdraht gerade auszubilden, so dass er tangential zu einer Verbindungsstelle der Teile des Kuppelzapfens verläuft. In diesem Fall kann es in Betracht gezogen werden, auch mehrere Sicherungsdrähte einzusetzen, um die Anlagefläche an den Teilen des Kuppelzapfens zu vergrößern. Dies ist jedoch nicht erforderlich.
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Alternativ können die Teile auch axial formschlüssig aber radial verschiebbar gehalten sein. In diesem Fall besitzt eines der Teile mindestens eine radiale Erweiterung, die in mindestens einen radialen Hinterschnitt des anderen Teils eingreift. Diese formschlüssige Formgebung kann auch mehrfach und ggf. wechselseitig zu den Teilen des Kuppelzapfens vorgesehen sein. In diesem Fall ist kein zusätzliches Sicherungselement erforderlich, da jegliche axiale Verschiebung der Teile gegeneinander durch den Formschluss verhindert wird. Um die Teile des Kuppelzapfens in diesem Fall noch montieren und demontieren zu können, sind diese radial gegeneinander verschiebbar gehalten, so dass die Schiebebewegung hierfür senkrecht zur Achse des Kuppelzapfens verläuft. In diesem Fall ist eine entsprechende Aussparung in mindestens einem der Teile erforderlich, so dass ein ungehindertes Verschieben in radialer Richtung möglich ist.
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Unabhängig vom ausgewählten Sicherungsmechanismus ergibt sich oft die Notwendigkeit, eine entsprechende Aussparung zu Montage- und Demontagezwecken vorzusehen. Diese Aussparung hat jedoch den Nachteil, dass über diese Schmutz und sogar Steine in die Verbindungsstelle der Teile des Kuppelzapfens eindringen könnten, was zu erhöhtem Verschleiß und sogar zum Verlust der Drehbarkeit der Teile gegeneinander führen könnte. Um dies zu vermeiden, ist es günstig, die mindestens eine Aussparung von mindestens einer Abdeckung staubdicht zu verschließen, die zum erforderlichen Zugriff auf die mindestens eine Aussparung abnehmbar ist.
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Auf diese Weise wird das größte Einfallstor für Schmutz in die Verbindungsstelle zwischen den Teilen des Kuppelzapfens staubgedichtet und bewirkt somit eine erhebliche Reduktion des Verschleißes. Zur weiteren Verbesserung des Verschleißschutzes ist es günstig, wenn die Verbindungsstelle zwischen den Teilen des Kuppelzapfens von mindestens einer Manschette staubdicht abgedeckt ist. Auf diese Weise ergibt sich ein hermetischer Staubschutz, welcher eine optimale Verschleißfestigkeit realisiert.
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Nachdem Staub am Eindringen in die Verbindung zwischen den Teilen des Kuppelzapfens zuverlässig gehindert ist, ist es möglich und zweckmäßig, die Verbindungsstelle zwischen den Teilen zu fetten. Ohne staubdichte Verbindung wäre ein Fetten derselben kontraproduktiv, da sich hierdurch nur der eindringende Staub zusammen mit dem Fett zu einer klebrigen, zähen und gleichzeitig abrasiven Masse formen würde, die den Verschleiß sogar erhöhen würde. Durch die staubdichte Ausbildung des Kuppelzapfens wird dies zuverlässig verhindert, so dass das Fett nunmehr seine schmierende Wirkung dauerhaft entfalten kann. Hierdurch wird der Verschleiß der Teile des Kuppelzapfens erheblich reduziert.
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Schließlich ist es vorteilhaft, wenn an der Verbindungsstelle zwischen den Teilen des Kuppelzapfens mindestens eine Kammer vorgesehen ist, welche einen Fettvorrat aufweist. Auf diese Weise kann aus der Verbindung austretendes Fett problemlos ersetzt werden, was die Standzeit des Kuppelzapfens erheblich erhöht. Dabei kann auch die Aussparung als Kammer genutzt werden.
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Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
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Es zeigt:
- 1 eine teilweise geschnittene, räumliche Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Kuppelzapfens mit radial verschiebbaren Teilen,
- 2 eine zweite Ausführungsform des Kuppelzapfens mit einem Sägering,
- 3 eine dritte Ausführungsform des Kuppelzapfens mit einem kreisförmig gebogenen Sicherungsdraht und
- 4 eine vierte Ausführungsform des Kuppelzapfens mit einem tangentialen Sicherungsdraht.
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Ein Kuppelzapfen 1 gemäß 1 weist einen drehfesten ersten Teil 2 und einen relativ hierzu drehbaren zweiten Teil 3 auf. Der Begriff „drehfest“ bezieht sich dabei ausschließlich auf die Drehbarkeit des Kuppelzapfens 1 um eine Achse 4, nicht jedoch auf dessen Verschiebung innerhalb der Kupplung.
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Der erste Teil 2 weist endseitig Flansche 5 auf, die von einer gemeinsamen Bohrung 6 fluchtend durchsetzt sind. Diese Bohrung 6 kann einen Bolzen aufnehmen, mit dessen Hilfe der gesamte Kuppelzapfen 1 von einem Mechanismus der Kupplung erfasst und in Richtung der Achse 4 verschoben werden kann.
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Gegenendseitig weist der erste Teil 2 eine Aussparung 7 auf, welche ein formschlüssiges Halten des zweiten Teils 3 erlaubt. Zu diesem Zweck weist die Aussparung 7 Hinterschnitte 8 auf, die als axiales Widerlager für den zweiten Teil 3 dienen. Die Aussparung 8 ist von einer Abdeckung 9 staubdicht abgedeckt, um ein Eindringen von Schmutz in die Aussparung 7 zu verhindern.
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Zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3 ist eine Manschette 10 vorgesehen, welche einen Spalt zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3 ebenfalls staubdicht abschließt. Zu diesem Zweck weisen der erste Teil 2 und der zweite Teil 3 Nuten 11 auf, in die die Manschette 10 eingreift. Damit ergibt sich eine Art Labyrinthdichtung, die eindringenden Staub zuverlässig von einer Verbindungsstelle 12 zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3 abhält. Die Manschette 10 besteht vorzugsweise aus einem polymeren Material, welches eine ungehinderte Drehung des zweiten Teils 3 relativ zum ersten Teil 2 erlaubt.
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Der zweite Teil 3 des Kuppelzapfens 1 greift in einer Kuppelstellung des Kuppelzapfens 1 in eine Zugöse ein. Um bei Kurvenfahrten einen Verschleiß des Kuppelzapfens 1 einerseits und der Zugöse andererseits zu vermeiden, ist der zweite Teil 3 relativ zum ersten Teil 2 um die Achse 4 verdrehbar ausgebildet. Damit kann der zweite Teil 3 des Kuppelzapfens 1 der Drehbewegung der Zugöse folgen, ohne dass Reibungskräfte zwischen beiden Teilen entstehen können.
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Um den zweiten Teil 3 des Kuppelzapfens 1 axial am ersten Teil 2 zu halten, weist der zweite Teil 3 eine pilzförmige Struktur 13 auf, die ein Sicherungselement 18 bildet und welche passend zur Aussparung 7 des ersten Teils 2 geformt ist. Diese pilzförmige Struktur 13 besitzt einen umlaufenden Wulst 14, der die Hinterschnitte 8 des ersten Teils 2 übergreift. Auf diese Weise ergibt sich eine formschlüssige Verbindung des zweiten Teils 3 mit dem ersten Teil 2, so dass axial wirkende Zug- und Schubkräfte vom ersten Teil 2 zuverlässig auf den zweiten Teil 3 übertragen werden. Dabei ist die Verbindungsstelle 12 zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3 hermetisch gegenüber eindringendem Staub geschützt.
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Die Verbindungsstelle 12 zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3 des Kuppelzapfens 1 ist gefettet, um bei einer Drehbewegung beider Teile 2, 3 relativ zueinander eine entstehende Reibung bewusst klein zu halten. Dabei wird die Aussparung 7 als Kammer 15 genutzt, in der sich ein bestimmter Fettvorrat befindet. Damit wird aus dem Kuppelzapfen 1 austretendes Fett ersetzt und eine dauerhafte Schmierung der Teile 2, 3 des Kuppelzapfens 1 erreicht.
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Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Kuppelzapfens 1 gemäß 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile benennen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 1 eingegangen.
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Der zweite Teil 3 weist in diesem Fall keine pilzförmige Struktur 13 auf. Stattdessen ist im zweiten Teil 3 des Kuppelzapfens 1 eine umlaufende Nut 16 eingeformt. In diese umlaufende Nut 16 greift ein das Sicherungselement 18 bildender Sägering 17 ein, der mit einem entsprechenden Werkzeug aufspreizbar ist. Dieser Sägering 17 korrespondiert wiederum mit einem entsprechend geformten Hinterschnitt 8 des ersten Teils 2, so dass sich auf diese Weise wiederum eine lösbare Verbindung des ersten Teils 2 mit dem zweiten Teil 3 ergibt. Diese ist wiederum derart ausgebildet, dass beide Teile 2, 3 relativ zueinander drehbar sind. Die Aussparung 7 dient in diesem Fall zum Eingriff des Werkzeugs zum Aufspreizen des Sägerings 17.
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Die 3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Kuppelzapfens 1 gemäß 2, wobei im Folgenden nur auf die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 2 eingegangen wird.
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Bei dieser Ausführungsform greift in die Nut 16 statt dem Sägering 17 ein Sicherungsdraht 19 ein, wobei die Nut 16 wiederum umlaufend um den Kuppelzapfen 1 ausgebildet ist. Auch dieser Sicherungsdraht 19 bildet das Sicherungselement 18. Bei dieser Ausführungsform wird die Aussparung 7 und damit auch die Abdeckung 9 des ersten Teils 2 nicht mehr benötigt, zumal der Sicherungsdraht 19 auch ohne entsprechende Aussparung 7 montierbar ist.
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Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kuppelzapfens 1 gemäß 3, wobei nur auf die Unterschiede zu 3 eingegangen wird.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Nut 16 und der Sicherungsdraht 19 gerade ausgebildet, was das Montieren und Demontieren des Sicherungsdrahtes 19 erheblich vereinfacht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kuppelzapfen
- 2
- erster Teil
- 3
- zweiter Teil
- 4
- Achse
- 5
- Flansch
- 6
- Bohrung
- 7
- Aussparung
- 8
- Hinterschnitt
- 9
- Abdeckung
- 10
- Manschette
- 11
- Nut
- 12
- Verbindungsstelle
- 13
- pilzförmige Struktur
- 14
- Wulst
- 15
- Kammer
- 16
- Nut
- 17
- Sägering
- 18
- Sicherungselement
- 19
- Sicherungsdraht
