DE2159234A1

DE2159234A1 - Abnehmbare kupplungskugel mit halterung

Info

Publication number: DE2159234A1
Application number: DE2159234A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Ing Dickmann
Original assignee: PEKA FAHRZEUGBAU EBERHARDT KG
Current assignee: PEKA FAHRZEUGBAU EBERHARDT KG
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1971-11-30
Publication date: 1973-08-23
Also published as: NL7215414A; DE2159234B2; AT323565B; DE2159234C3; NL156095B; CH553676A; US3837679A; IT973708B; GB1370994A; FR2163169A5

Description

HANS TRAPPENBERG · PATENTINGENIEUR

25. November 1971

PG 813 ' ,

PEKA-Pahrzeugbau, Eberhardt KG., 75 Karlsruhe 21, Rheinstraße

Abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung

Die Erfindung betrifft eine abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung insbesondere für PKW, bestehend aus einer am Fahrzeugheck angebrachten Hülse und einer in die Hülse einschiebbaren Kugelstange, bei der eine am Schaft der Kugelstange vorgesehene vorzugsweise konische Anschlagfläche über in Längsrichtung des Schaftes wirkendes Spannmittel auf einen entsprechenden Sitz an der Hülsenstirnseite aufpressbar ist.

Bei der heutigen Parkraumnot besteht immer mehr der Bedarf, die über die hintere ]?ahrzeugstoßstange herausragenden Kupplungsteile bei Betrieb ohne Anhänger abzunehmen, damit die Stoßstange die ihr zugedachte !Funktion auch wahrnehmen kann. Abnehmbare Vorrichtungen dieser Art werden daher in immer größerer Stückzahl benötigt.

Die bekannten abnehmbaren Vorrichtungen haben jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß sie zu viel-Raum benötigen, wodurch ent*- _weder die Bodenfreiheit des Fahrzeugs zu sehr behindert wird, oder aber am Fahrzeug verbleibende Kupplungsteile doch noch über die Stoßstange hinausragen. Weiter sind die bekannten Halterungen für die abnehmbare Kupplungskugel auch durchweg in ihrem Aufbau und in ihrer Handhabung verhältnismäßig kompliziert, daher störanfällig und teuer, sowie wartungsempflindlich und

309834/0021

außerdem - zumindest nach längerer Gebrauohsdauer - nicht spiel- und klapperfrei.Gerade hinsichtlich des letztgenannten Fehlers besteht das Problem bei derartigen abnehmbaren Kupplungskugeln darin, daß alle Teile die zur Verbindung ineinandergesteekt werden, mit angemessenem Spiel ineinandergefügt werden müssen, damit eine leichte Bedienung gewährleistet ist. Fach dem Ineinanderfügen muß jedoch ein spielfreier Sitz gewährleistet sein. Bin noch vorhandenes Spiel wirkt sieh nämlich sehr nachteilig auf die Fahreigenschaften des Zugfahrzeuges mit Anhänger aus. Ferner neigt eine nicht spielfreie Verbindung zum Klappern und zeigt Verschleißspuren, da sie im Fahrbetrieb durch Zug- und Druckkräfte, wie auch durch Kräfte die quer zur Längserstreckung der Anhängevorrichtung auftreten, wechselnd beansprucht wird.

Nach einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag werden die Fachteile der bekannten abnehmbaren Vorrichtungen dadurch vermieden, daß die Kugelstange einen Schaft aufweist der in eine als Haltevorrichtung dienende Hülse einschiebbar und über eine am Schaft vorgesehene Anschlagfläche auf einen Sitz an der Hülsenstirnseite aufpressbar ist. Dieses Aufpressen kann in verschiedener weise erfolgen, jedoch hat es sich bewährt, an der Schaftspitze mittels einer in der Hülse verdrehbaren Exzenterwelle die Ans chjggf lache in den Sitz hineinzuziehen, so daß die Kugelstange mit ihrem Schaft in Längsrichtung festverspannt ist. Dadurch wird das Spiel vollkommen eliminiert und die auf die Verbindung wirkenden Kräfte durch den festen sitz zwischen Anschlagfläche und Hülse spiel- und klapperfreiaufgenommen.

Da die noch nicht zum Stande der Technik gehörende abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung wegen des geringen Raumangebots im PKVf klein und kompakt gebaut werden soll wird die Hülse

zwangsläufig sehr steif, Fertigungstoleranzen können daher nicht mehr durch elastische Verformung der Hülse ausgeglichen werden. Deshalb müssen die Passflächen von Anschlagfläche und Sitz äußerst exakt zu der Bohrung der Exzenterwelle einjustiert . werden, um die beabsichtiigte Wirkung tatsächlich auch zu errreichen "beziehungsweise den mit der Exzenterwelle verbundenen Hebel überhaupt in seine Arbeitslage bringen zu können. Es ist daher bei einer solchen Vorrichtung stets eine Paarung von Kugelstange mit Schaft und Ansehlagfläche zur Hülse mit Sitz und Exzenterwelle notwendig, was selbstverständlich die Fertigung sehr erschwert und hohe Kosten verursacht. Außerdem ist es möglich, daß diese exakte passung durch Montagearbeiten beeinträchtigt wird, ebenso wie im späteren Gebrauch durch sich ansammelnden Schmutz οder Rost*

Um die Nachteile dieser letzterwähnten Vorrichtung zu vermeiden und bei den gleichen Vorteilen die diese noch nicht zum Stande der Technik gehörende abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung bietet eine einfache Fertigung ohne den Zwang zur Paarung der beiden Bauteile zu erreichen wie auch zu erzielen, daß selbst bei verschmutzter oder angerosteter Anhängevorrichtung ein leichtes Einführen der Kugelstange und ein einwandfreies Verspannen möglch äst, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die am Schaft der Kugelstange vorgesehene Anschlagfläche und/oder der Sitz an der Hülsenstirnseite aus sich an einer Schulter abstützenden geringfügig nachgiebigem elastischem Material ist.

Beim Aufpressen der Anschlagfläche auf den Sitz an der Hülsenstirnseite beispielsweise durch eine an der Schaftspitze angreifende, in der Hülse verdrehbare Exzenterwelle wird das elastisch nachgiebige Material mehr oder.weniger stark zusammen-

309834/0021

gepresst und ist damit in der Lage eine gewisse Längentoleränz zwischen den Passflächen von Anschlagfläche und Sitz zur Lagerung der Exzenterwelle auszugleichen. Trotzdem wird die gewünschte Wirkung erreicht, nämlich die Kugelstange sicher in diesen Passflächen von Anschlagfläche und Sitz geführt und durch die Exzenterwelle unter Spannung gesichert. Die Zugkraft des Fahrzeugs wird hierbei ohne elastisches Glied von der Hülse über die Exzenterwelle und den Schaft auf die Kugelstange übertragen, wöbej "jedes Spiel durch die Vorspannung mit der die Anschlagfläche~ auf den Sitz aufgepresst ist, ausgeschaltet ist. Druckkräfte, wie auch quer an der Kugelstange angreifende Kräfte, werden jedoch, was durchaus erwünscht ist, elastisch von dem nachgiebiger Material aufgenommen. Außerdem dient dieses nachgiebige Material gleichzeitig auch" noch als Dämpfungsglied für diese Druckkräfte, wie auch für die quer auf die Kugelstange angreifenden Kräfte.

Damit sind aufgabengemäß die Torteile der noch nicht zum Stande der Technik gehörenden abnehmbaren Kupplungskugel mit Halterung die aus einer am Fahrzeug angebrachten Hülse und einer in die Hülse einschiebbaren Kugelstange besteht, wobei eine am Schaft der Kugelstange vorgesehene Anschlagfläche über in Längsrichtung des Schaftes wirkendes Spannmittel auf einen entsprechenden Sitz an der Hülsenstirnseite aufpressbar ist beibehalten, jedoch die aufwendige Herstellung auf einfachste Weise dadurch vermieden, daß das geringfügig elastisch nachgiebige Material in der Lage ist die Längentoleranzen aufzunehmen, als Dämpfungselement zu dienen und gleichzeitig einen Passitz zur einwandfreien Justierung der Kugelstange in der Hülse zu bilden.

Eine sehr starre verbindung zwischen Kugelstange und Hülse ergibt sich dadurch, daß das elastisch nachgiebige Material am Schaft beziehungsweise der Hülse und der sitz an der Hülsen-

309834/0021

Stirnseite übereinstimmend konisch ist. Eine wesentlich elastischere Ausführung die insbesondere bei leichteren PKW-Anhängevorrichtungen erwünscht ist wird dadurch erreicht, daß das nachgiebige Material ballig geformt und der Sitz konisch ist. Die mögliche Deformierung des Materials und damit auch die mögliche Längentoleranz sowie die mögliche Aufnahmefähigkeit für Bewegungen in der Längsachse der Anhängevorrichtung wie auch quer hierzu, wird durch eine solche Ausbildung wesentlich vergrößert. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn nach einem weiteren Erfindungsmerkmal das Material Kunststoff, vorzugsweise Polyazetal ist. Das Kunststoffmaterial kann an seiner Oberfläche auch noch mit Blech kaschiert seijn um eine mechanische Beschädigung zu vermeiden.

Vorzugsweise wird das Kunststoff-Material ringförmig ausgebildet und zwar so, daß es auf die Kugelstange auf- beziehungsweise in die Hülse einsteckbar ist. Damit kann das elastische Materialj falbes sich nach längerer"Gebrauchsdauer oder zur Anpassung an Pertigungstoleranzen notwendig erscheint, ohne Schwierigkeiten ausgetauschtwerden. Selbstverständlich ist durch den Austausch dieses Materials auch eine Beeinflussung der gewünschten Aufpresskraft möglich.

■ l ■

Als geringfügig elastisch nachgiebiges Material kann auch eine Tellerfeder oder mehrere hintereinander gefügte Tellerfedern vorgesehen werden. Derartige Tellerfedern haben den Vorteil, daß sie mit Sicherheit ihre Elastizität behalten und im Gegensatz zu dem Kunststoff-Material mechanisch kaum zerstört werden können. Da solche Tellerfedern auf dem verhältnismäßig beengten Raum jedoch recht steif sind, empfiehlt es sich,· einem weiteren ' Erfindungsmerkmal nach die^auf der Kugelstange oder in der Hülse vorgesehene Schulter in Längsrichtung einstellbar auszuführen, beispielsweise mittels einer auf— beziehungsweise einschaubbaren

Gewindemuffe. Bei einer derartigen Ausführung, kann die Kugel— stange in die Hülse eingeschoben, die Exzenterwelle eingefügt, danach die G-ewindemuf f e von Hand angelegt und sodann durch Verdrehen der Exzenterwelle die Kugelstange in der Hülse verspannt werden.

Selbstverständlich ist es durchaus denkbar, diese verstellbare Schulter auch bei der Ausführung mit anderem nachgiebigem Material anzuwenden wie auch bei Kupplungskugeln deren Kugelstange oder, deren Halterung in sich eine gewisse Elastizität aufweisen.

Die kompakte Bauausführung läßt auch eine Anordnung der Hülse senkrecht am fahrzeug zu, wobei die Kugelstange hakenförmig abgebogen ist. Eine solche abnehmbare Kupplungkugel mit Halterung wird insbesondere bei beengten Platzverhältnissen gewünscht, war jedoch bei den bisherigen Ausführungen nicht möglich. Erst durch die eindeutige Verspannung des Schaftes in der Hülse beziehungsweise die Möglichkeit zur eindeutigen Aufnahme der quer an der Kugelstange angreifenden Kräfte ist es möglich, nun auch die gesamten Zugkräfte in dieser Richtung spiel - und klapperfrei zu übernehmen. Von besonderem Interesse hierbei ist, daß weder der Schaft der Kugelstange noch das Innere der Hülse zu'bearbeiten ist, .da die auf die Kupplungskugel einwirkenden Kräfte von dem erfindungsgemäßen Sitz der Kugelstange in der Hülse übernommen wird. Dadurch ist eine sehr einfache Fertigung möglich, wobei vorteilhafterweise die Hülse in Temperguß hergestellt wird.

Auf der zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und zwar zeigen: !ig. 1 eine abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung-in Draufsicht, teilweise geschnitten,
pig. 2 in gleicher Darstellung wie Pig. 1 eine zweite Aus— führungsform und

I¹Ig. 3 eine abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung mit hakenförmig abgebogener Kugelstange.

309834/0021

Eine Eugelstange 1 weist an ihrem stirnseitigen Ende einen Scnaft 2 auf. Der Schaft 2 endet "bei einer Schulter 3 an der sich ein Kunststoffring 4 abstützt. Der Kunststoffring 4 kann hierbei fest mit dem Schaft 2 verbunden oder auf den Schaft aufgeschoben sein. Bei der Schulter 3 wird die Kugelstange 1 von einem Arretierbolzen 5 durchquert der zum Arretieren eines Hebels 6 dient. Die damit verderehbare Exzenterwelle 7 ist in einer Hülse 8 gelagert. Die Hülse 8 weist stirnseitig einen Sitz 9 auf der zur Aufnahme des als Anschlagfläche dienenden Kunststoffringes 4 dient. - - .

In der gezeichneten Darstellung befindet sich die abnehmbare Kupplungskugel mit Halterung in der Gebrauchslage. Durch die Exzenterwelle 7 ist der Schaft 2 der Kugelstange 1 in die Hülse hineingezogen worden, wobei der sich an der Schulter 3 abstützende Kunststoffring 4 auf den sitz 9 der Hülse 8 aufgepresst wird. In Schaftlängsrichtung wirkende Zugkräfte werden hierbei ohne ein elastisches Zwischenglied über die Hülse 8, die Exzenterwelle 7 und den Schaft 2 auf die Kugelstange 1 übertragen. Auf die Kugel 10 der Kugelstange 1 o.« Längsrichtung einwirkende Druckkräfte oder quer zu dieser Richtung angreifende Kräfte werden elastisch gedämpft von dem Kunst st of fr ing 4 aufgenommen.

I¹Xg. 2 zeigt eine Version, bei der die Schulter 3 von einer Gewindemuffe 13 gebildet ist. Diese Gewindemuffe 13 kann vor- und zurückgedreht und damit die VerSpannkraft durch die Exzenterwelle 7 beeinflusst werden. Dies ist insbesondere bei verhältnismäßig steifem Material, wie dies bei der beispielsweise eingezeichneten Tellerfeder 14 der Fall sein kann, benötigt.

Aus "beiden Barstellungen ist ersichtlich, daß eine eventuelle Verschmutzung der Hülse 8 oder auch sich"dort abgesetzter Rost die !Punktion der erfindungsgemäßen abnehmbaren Kupplungkugel mit Halterung kaum behindert,.ebensowenig wie das Einführen des

-9-

309834/00 21

Schaftes 2 der Kugelstange 1 in die Hülse 8. Für den Gebrauchszweck maßgebend ist letztlich lediglich die durch die Exzenterwelle 7 in den Schaft 2 der Kugelstange 1 eingeleitete,, zwischen ihm und dem Sitz in der Hülse 8 wirkende Spannung die den festen Sitz der Kugelstange 1 in der Hülse 8 bewirkt und damit.auch die Aufnahmemöglichkeit der verschiedenen Zug- und Druckkräfte die an der Kugel 10'der Kugelstange 1 angreifen.

Dieser einwandfreie Sitz der Kugelstange in der Hülse 8 läßt auch die Möglichkeit zu, die Hülse 8 senkrecht an einem Fahrzeug anzubringen. In Fig. 3 ist die Hülse 8 mit einer Anschraubplatte 12 ausgestattet die in der gezeichneten lage am Fahrzeugheck befestigt wird. Eine Kugelstange 21 ist bei dieser Ausführungsform hakenförmig abgebogen. Sowohl die normalerweise an der Kugel 10 angreifenden Zugkärfte, wie auch die Druckkräfte und die quer hierzu angreifenden Kräfte wirken auf den Sitz der Kugelstange 21 in der Hülse 8 ein. Es ist ersichtlich, daß gerade diese Ausführung ein unbedingt sicheres Aufpressen der Ansahlagfläche des Schaftes 2 an dem Sitz in der Hülse 8 verlangt um ein Arbeiten dieser Passflächen und damit einem Verschleiss, der nach kurzer Gebrauchsdauer ein Klappern der Vorrichtung hervorrufen würde, zu verhindern.

309834/0021

Claims

±>'atehtansp rüche

1. Annehmbare Kupplungskugel mit Halterung, insbesondere für ^—--TKW, bestehend aus einer am 3?ahrzeugheck angebrachten Hülse und einer in die Hülse einschiebbaren Kugelstange, bei der eine am- Schaft der Kugelstange vorgesehene vorzugsweise konische Anschlagfläche über in Längsrichtung des Schaftes wirkende Spannmittel auf einen entsprechenden Sitz an der Hülsenstirnseite aufpressbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlagfläche und/oder der sitz (9) an der Hülsenstirnseite aus sich an einer Schulter (3, 13) abstützendem geringfügig nachgiebigem elastischem Material (4-, 14) ist..

2. Kupplungskugel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, .

daß das Material Kunststoff, vorzugsweise Polyazetal ist.

3. KuppTungskugel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kunststoff-Oberfläche ballig ausgeführt ist.

4. Kupplungskugel nach Anspruch 2,.
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kunststoff an seiner Oberfläche mit Blech kaschiert ist

5. Kupplungskugel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kunststoff-Material ringförmig ausgebildet und auf die Kugelstange (1, 21) auf- beziehungsweise in die Hülse (8) einsteckbar ist.

6. Kupplungskugel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das geringfügig nachgiebige elastische Material eine (oder mehrere hintereinander gefügte)Tellerfeder (14) ist.

309834/0021

7. Kupplungskugel nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die auf der Kugelstange (1, 21) oder in der Hülse (8) vorgesehene Schulter (3) in Längsrichtung einstellbar ist.

8. Kupplungskugel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• daß die Schulter (3) eine Gewindemuffe (13) ist.

9. Kupplungskugel nach einem oder mehreren der vorhergehenden , Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) senkrecht am ]?ahr zeugheck angebracht und die Kugelstange (21) hakenförmig ausgebildet ist.

309834/0021