DE20305807U1 - Drehantrieb zur Ver- und Entriegelung einer Fahrzeug-Anhängerkupplungseinrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE HEMMERICH VALENtVn GIHSKE GROSSE

09.04.2003 Gi.lt.hk 79 273

Westfalia Automotive GmbH & Co. KG, Am Sandberg 45, 33378 Rheda-Wiedenbrück

Drehantrieb zur Ver- und Entriegelung einer Fahrzeug-Anhängerkupplungseinrichtung

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb zur Ver- und Entriegelung einer Fahrzeug-Anhängerkupplungseinrichtung durch Beaufschlagen einer Hubzahnstange mittels eines in einem Führungsgehäuse angeordneten, eine Verzahnung besitzenden Drehbolzens.

Drehantriebe dieser Art werden z.B. bei abnehmbaren oder schwenkbaren Kupplungs-Kugelstangen von Fahrzeug-Anhängerkupplungseinrichtungen eingesetzt. Bei diesen beaufschlagt das Kopfende einer in der Kugelstange geführten Hubzahnstange mehrere Kupplungskugeln oder dergleichen Rastmittel, mit deren Hilfe die Kugelstange in einer entsprechenden Führungshülse am Fahrzeug verriegelt werden kann.

Derartige Drehverriegelungen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt, beispielsweise aus der DE 094 084 78 IM in Form eines Handradantriebs. In dieser Ausführung umfaßt der Drehantrieb einen beidseitig der Hubzahnstange quer zu dieser in einem Führungsgehäuse axial verschiebbar gelagerten Drehbolzen. Dieser weist eine Verzahnung auf, die mit der ebenfalls im Führungsgehäuse gelagerten Zahnstangenverzahnung kämmt, die die Hubzahnstange antreibt. Der Drehbolzen bildet hierbei mit dem Handrad und dessen Nabe ein Stück und weist an seinem dem Handrad abgewandten Ende eine mit einem Sicherungsring befestigte Scheibe auf, an der eine Zylinderfeder anliegt, die sich gegen das Führungsgehäuse abstützt.

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Zur Verhinderung der axialen Verschiebung des Drehbolzens ist in dem Handrad ein sogenanntes Schubbolzenschloß mit einem Kugelriegel vorgesehen. Weiterhin ist zur Drehverriegelung des Handrades ein in der Nabe des Handrades angeordneter Riegelstift vorgesehen, der in eine komplementäre Riegelöffnung im Führungsgehäuse greift. Statt eines solchen manuellen Antriebs kann beispielsweise auch ein elektrisch betriebener Stellmotor zum Einsatz kommen, der den verzahnten Drehbolzen beaufschlagt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Drehverriegelungen so zu verbessern, daß der technische Aufwand verringert und gleichwohl eine sichere Verriegelung der Anhängekupplungseinrichtung auch bei hohen Zugkräften gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß orthogonal zum Verstellweg der Hubzahnstange ein eine Einschnürung aufweisender, axial verschiebbarer Verriegelungsbolzen angeordnet ist. Der Verriegelungsbolzen ist so im Führungsgehäuse angeordnet, daß er den linearen Verstellweg der Hubzahnstange kreuzt. Wenn sich die Einschnürung bzw. Taillierung des Verriegelungsbolzens in Deckungslage mit dem Querschnitt des Führungskanals der Hubzahnstange befindet, kann diese ungehindert passieren. Sobald aber der Verriegelungsbolzen den Führungskanal mit seinem vollen Durchmesser kreuzt, ist der Verstellweg der Hubzahnstange blockiert. Es liegt damit ein in dem Antrieb integriertes Sicherungselement vor, das ein eventuelles Lösen der Verriegelung einer Anhängevorrichtung auch bei sehr großen äußeren Krafteinwirkungen verhindert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Verriegelungsbolzen eine Druckfeder zugeordnet. Diese sich in einer komplementären Bohrung im Führungsgehäuse abstützende Druckfeder bewegt bei Ihrer Entspannung den Verriegelungsbolzen in seine sperrende Position.

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An dem der Druckfeder gegenüberliegenden Ende des Verriegelungsbolzens ist vorzugsweise eine kraftbeaufschlagte Scheibe vorgesehen. Die Scheibe ist mit dem Drehbolzen verbunden und stützt sich über eine Zylinderfeder im Führungsgehäuse des Drehbolzens ab. Zur Verstellung der Zahnstange wird der axial verschiebbare, auf z.B. einer Teillänge verzahnte Drehbolzen mittels des Antriebs, z.B. ein Handrad, ein elektromagnetischer Schalter oder dergleichen, in die Betriebslage gezogen und in dieser festgehalten. Einhergehend damit wird der taillierte Verriegelungsbolzen über die an dem Drehbolzen angeordnete Scheibe gegen die Kraft der Zylinderfeder in eine Position geschoben, in der die Einschnürung den Führungskanal der Hubzahnstange freigibt. Jetzt kann über eine Drehbewegung des Handrades oder der Welle eines elektrisches Stellmotors und des Drehbolzens die Hubzahnstange verstellt werden. Sobald das Handrad freigegeben bzw. der elektromagnetische Schalter geöffnet wird, gelangt der kraftbeaufschlagte Drehbolzen in eine Betriebslage, die die ordnungsgemäße Verriegelung der Anhängevorrichtung ermöglicht. Denn damit gleichzeitig einhergehend gibt die Scheibe den Verriegelungsbolzen frei, so daß dieser über seine Druckfeder ebenfalls in seine Sperrposition geschoben wird, in der eine Überschneidung des vollen Verriegelungsbolzendurchmessers mit der Hubzahnstange stattfindet, woraus eine Sperrung der vertikalen Zahnstangenbewegung resultiert.

Ein Vorschlag der Erfindung sieht eine den Verschiebeweg und die Position des Verriegelungsbolzens signaltechnisch überwachende Meßeinheit vor. Somit kann einerseits insbesondere die Verriegelungs- bzw. die Entriegelungsposition des Verriegelungsbolzens beispielsweise mittels Endschaltern oder Sensoren erfaßt und über visuelle respektive akustische Signalmittel angezeigt werden. Andererseits läßt sich bei nicht exakter Positionierung mit dem dabei anstehenden Signalwert des entsprechenden Schalters bzw. Sensors ein Starten des Zug-Fahrzeugs mit nicht ordnungsgemäßer Verriegelung der Anhängevorrichtung verhindern.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit einem Handrad als Drehantrieb näher erläutert wird. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Drehverriegelung einer Anhängerkugelstange von vorne gesehen, im Teilschnitt in entriegelter Stellung;

Fig. 2 die Drehverriegelung nach Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellt;

Fig. 3 die Drehverriegelung nach Fig. 1 als Querschnitt im Bereich des Handrades;

Fig. 4 im Teilschnitt die Drehverriegelung nach Fig. 1 in ihrer verriegelten Stellung;

Fig. 5 im Längsschnitt die Drehverriegelung nach Fig. 1 in ihrer verriegelten Stellung; und

Fig. 6 die Drehverriegelung nach Fig. 5 als Querschnitt im Bereich des Handrades.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, wird eine Kugelstange 1 einer hier nicht näher dargestellten Fahrzeug-Anhängekupplungseinrichtung in eine ortsfest am Fahrzeug montierte Führungshülse 2 (vgl. hierzu Fig. 5) positioniert. Die Verriegelung der Kugelstange 1 mit der Führungshülse 2 erfolgt über einen an einer Zahnstange 3 angeordneten Sperrbolzenkopf 4, der mit seiner zylindrischen Außenfläche Kupplungskugeln 5 in einer Ringnut 6 oder in Kugelkalotten der Führungshülse 2 auszugssicher arretiert.

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Die Kugelstange 1 weist weiterhin ein Führungsgehäuse 7 auf, in dem ein Drehbolzen 8 gelagert ist. Der Drehbolzen 8 ist mit einer Verzahnung 8a versehen, die mit einer Zahnstangenverzahnung 9 der ebenfalls im Führungsgehäuse 7 gelagerten Hubzahnstange 3 kämmt. Der Drehbolzen 8 ist einstückig mit einem Handrad 10 und dessen Nabe 10a ausgebildet und trägt an seinem von dem Handrad

10 abgewandten Ende eine Scheibe 11, an der eine Zylinderfeder 12 oder dergleichen Druckmittel anliegt, die sich außerdem im Führungsgehäuse 7 abstützt (vgl. Fig. 4).

Oberhalb des Drehbolzens 8 ist im Führungsgehäuse 7 ein Verriegelungsbolzen 13 angeordnet, der einen linearen Führungskanal 14 der Hubzahnstange 3 axial kreuzt. Der Verriegelungsbolzen 13 ist mit einer Einschnürung 15 ausgebildet und stützt sich über eine Druckfeder 16 in einer komplementären Ausnehmung 17 im Führungsgehäuse 7 ab.

In den Fig. 1 bis 3 ist die Entriegelungsstellung des Verriegelungsbolzens 13 dargestellt. Um in diese zu gelangen, wird der axial verschiebbare Drehbolzen 8 über das Handrad 10 gegen die Federspannung der Zylinderfeder 12 in seine Betriebslage zum Verstellen der Hubzahnstange 3 gezogen und in dieser festgehalten. Einhergehend mit der Zugbewegung des Handrades 10 wird über die Scheibe

11 der Verriegelungsbolzen 13 axial gegen die Federkraft der Druckfeder 16 in seine Entriegelungsstellung verschoben, so daß die Einschnürung 15 des Verriegelungsbolzens 13 den erforderlichen Querschnitt für das unbeeinträchtigte Passieren der Hubzahnstange 3 im Führungskanal 14 freigibt. Durch eine sich anschließende Drehbewegung des Drehbolzens 8 mittels des Handrades 10 kann die Zahnstange 3 dann linear verstellt werden.

In der entriegelten Stellung nach den Fig. 1 bis 3 blockiert ein an der Außenfläche der Kugelstange 1 ergänzend angeordneter federunterstützter Sperriegel 18 die Hubzahnstange 3. Zur Hubverstellung der Zahnstange 3 ist daher zuvor der Sper-

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riegel 18 gelöst worden. Das geschieht automatisch, indem der Sperriegel 18 beim Einführen der Kugelstange 1 in die Führungshülse 2 auf die untere Außenkante bzw. -fläche der Führungshülse 2 aufläuft und einen bewegungsabhängig mit dem Sperriegel 18 verbundenen Bolzen 19 aus der Hubzahnstange 3 herauszieht (vgl. Fig. 5)

Aus den Fig. 4 bis 6 ist die Verriegelungsstellung des Verriegelungsbolzens 13 zu entnehmen. Sobald die Kugelstange 1 über die Kupplungskugeln 5 mit der Führungshülse 2 gekoppelt und die Anhängevorrichtung damit ordnungsgemäß verriegelt ist, wozu eine Meßeinheit 20 (vgl. Fig. 1) die Stellbewegungen und die jeweilige Lage, insbesondere die Endlagen, des Verriegelungsbolzens 13 überwacht, wird das Handrad 10 in seine Ausgangsposition (vgl. Fig. 6) zurückgestellt. Der Drehbolzen 8 gelangt durch die sich dabei entspannende, auf die Scheibe 11 einwirkende Zylinderfeder 12 ebenfalls in die dargestellte Außerbetriebslage. Mit dem Zurückweichen der Scheibe 11 bzw. Zurückstellen des Handrades 10 wird gleichzeitig der Verriegelungsbolzen 13 von der Druckfeder 16 in die Verriegelungsposition geschoben. In dieser überschneidet sich der außerhalb der Einschnürung 15 liegende volle Durchmesser des Verriegelungsbolzens 13 mit der Hubzahnstange 3. Eine weitere Bewegung der Zahnstange 3 wird dann verhindert, wenn sich die Kupplungskugeln 5 am oberen Ende des Sperrbolzenkopfes 4 auf dessen 45°-Schrägen befinden, wie in Fig. 5 dargestellt, in denen sie sicher in die Ringnut 6 der Führungshülse 2 eingreifen und gehalten werden, bis ein Entriegelungsvorgang ausgelöst wird.

Claims (4)

1. Drehantrieb zur Ver- und Entriegelung einer Fahrzeug-Anhängerkupplungseinrichtung durch Beaufschlagen einer Hubzahnstange mittels eines in einem Führungsgehäuse angeordneten, eine Verzahnung besitzenden Drehbolzens, dadurch gekennzeichnet, daß orthogonal zum Verstellweg der Hubzahnstange (3) ein eine Einschnürung (15) aufweisender, axial verschiebbarer Verriegelungsbolzen (13) angeordnet ist.

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verriegelungsbolzen (13) eine Druckfeder (16) zugeordnet ist.

3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das der Druckfeder (16) gegenüberliegende Ende des Verriegelungsbolzens (13) eine kraftbeaufschlagte Scheibe (11) angreift.

4. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine den Verschiebeweg und/oder die Position des Verriegelungsbolzens (13) überwachende Meßeinheit (20).