DE2732610C3 - Lagerung für eine Zugstange einer Anhängerkupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine einen Kupplungskopf tragende Zugstange einer insbesondere an Lastfahrzeugen anzubringenden Anhängerkupplung mit einem die Zugstange mit einem radialen Abstand umgebenden, am Lastfahrzeug unbeweglich angeordneten Lagergehäuse, in dem die Zugstange über an der Innenseite des Lagergehäuses anliegende Lagerringe um ihre Achse drehbar, in axialer Richtung gegen Federdruck verschiebbar und in radialer Richtung unbeweglich geführt ist, wobei das Lagergehäuse an seinen Enden sich axial nach außen hin konisch erweiternde Anlageflächen für am Außenumfang der Lagerringe komplementär ausgebildete Konusflächen aufweist und wobei die Lagerringe durch axial wirkende, von Schutzkappen abgedeckte Federelemente gegen die Anlageflächen des Lagergehäuses gespannt und unter der axialen Vorspannung derart elastisch deformierbar sind, daß sie ein radiales Spiel zwischen Zugstange und Lagergehäuse im wesentlichen verhindern.

Eine derartige Lagerung ist beispielsweise aus der DE-OS 17 18 380 bekannt. Bei der bekannten Lagerung sind die Federmittel von Gummipuffern gebildet, die über Druckplatten an den im wesentlichen achsnormal gerichteten äußeren Stirnflächen der Lagerringe anliegen und diese gegenüber den Anlageflächen des Lagergehäuses verspannen. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einem längeren Gebrauch der Lagerung und dem dabei auftretenden Verschleiß der Lagerringe dann, wenn die Kupplung auf Zug oder Druck belastet und damit einer der Lagerringe entlastet wird, zwischen dem Lagerring und der Druckplatte bzw. dem Lagerring und dem Lpgergehäuse unter Umständen Feuchtigkeit in das !nnere des Lagergehäuses eindringen kann, die zum Rosten der Zugstange führt. Eine Reibung zwischen einer verrosteten Zugstange und den Lagerringen jedoch führt zu einem schnelleren Verschleiß der letzteren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugstangenlagerung der oben genannten Art gegen eindringende Feuchtigkeit zu schützen und eine Rostbildung an der Zugstange zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerringe jeweils an ihrer zur Anlage an einer vom Boden der Schutzkappe gebildeten Druckfläche bestimmten Stirnfläche einen Dichtungsring aufweisen.

Durch die Anordnung von Dichtringen zwischen den Druckflächen und den Lagerringen ist gewährleistet, daß auch dann, wenn die Druckflächen nicht absolut plan an den Lagerringen anliegen, dennoch kein Wasser zwischen den Druckflächen und den Lagerringen in das Innere des Lagergehäuses eindringen kann.

Der Dichtring kann im Prinzip auf beliebige Weise mit dem Lagerring verbunden sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind jedoch die Lagerringe aus Kunststoff hergestellt, wobei der Dichtungsring nach Art eines Randwulstes ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, Lagerringe und Dichtungsring aus einem Stück herzustellen, wodurch eine Dichtungsfläche, nämlich die Dichtungsfläche zwischen Dichtungsring und Stirnfläche des Lagerringes, wegfällt.

Bei di_r bekannten Ausführungsform ist der Durchmesser der Zugstange etwas geringer als der Innendurchmesser des Lagergehäuses, um eine Reibung zwischen Zugstange und Lagergehäuse zu verhindern. Da die axiale Ausdehnung der Lagerringe bei der bekannten Ausführung etwa gleich der axialen Ausdehnung der konischen Anlageflächen am Lagergehäuse ist, befindet sich also im Lagergehäuse ein ringförmiger Hohlraum. Da es nicht möglich ist, diesen Hohlraum hermetisch abzuschließen, kann sich in ihm unter bestimmten Bedingungen Kondenswasser bilden, das zum Verrosten von Lagergehäuse und Zugstange führt. Um das zu vermeiden, sind die erfindungsgemäßen

Lagerringe an ihrer dem Inneren des Lagergehäuses zugekehrten Seite mit einer zylindrischen Hülse verbunden, deren Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Lagergnhäuses und deren Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Lagerringe ist. Diese Hülsen iiillen also den ringförmigen Hohlraum zwischen Zugstange und Innenwand des Lagergehäuses im wesentlichen aus, so daß sich hier praktisch kein Kondenswasser bilden kann und im übrigsn eine durch eine gewisse Restfeuchtigkeit mögliche Korrosion dadurch vermieden wird, daß die Hülsen sowohl auf der Umfangsfläche der Zugstange als auch an der Innenwand des Lagergehäuses reiben und damit eine Rostbild jng an diesen Flächen verhindern.

Damit die Hülsen die Nachstellwirkung der konisch geformten Lagerringe nicht behindern, ist die axiale Länge der Hülsen geringer als die halbe axiale Länge des zwischen den konischen Anlageflächen liegenden zylindrischen Lagergehäuseabschnittes.

Der innendurchmesser der Lagerringe bzw. der Lagerbüchsen ist etwa 0,5 mm größer als der Durchmesser der Zugstange an den Lagerstellen. Dadurch können die Lagerringe leicht auf die Zugstange aufgeschoben werden. Im eingebauten Zustand werden dann die Lagerringe durch den axialen Druck der Federmittel so gegen die konischen Anlageflächen des Lagergehäuses gepreßt, daß sie im Bereich dieser Anlageflächen radial zusammengepreßt werden, wodurch sich die Durchmesserdifferenz zwischen Innendurchmesser der Lagerringe und Außendurchmesser der Zugstange auf etwa 0,1 bis 0,2 mm verringert. Damit ist nach wie vor eine axiale Bewegung der Zugstange gegenüber den Lagerringen bzw. Lagerbüchsen möglich, während eine radiale Bewegung der Zugstange gegenüber dem Lagergehäuse verhindert wird.

Eine gute Pflege der Zugstangenoberfläche innerhalb des Lagergehäuses läßt sich noch dadurch erreichen, daß an der Innenumfangsfläche der von Lagerring und Hülse gebildeten Lagerbüchse mindestens eine schräg zur Achse verlaufende flache Rinne angebracht ist. Diese Rinne ermöglicht das Einführen von Schmiermittel zwischen die aufeinander gleitenden Flächen von Zugstange und Lugerbüchse.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische Seitenansicht mit einem axialen Schnitt durch die erfindungsgemäße Zugstangenlagerung.

F i g. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Lagerbüchse in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt, und

F i g. 3 eine Endansicht der erfindungsgemäßen Lagerbuchse in Richtung des Pfeiles A in F i g. 2.

F i g. 1 zeigt einen Kupplungskopf 10, der an e>ner Zugstange 12 befestigt ist. Die Zugstange 12 durchsetzt eine Lagerbohrung 14 eines Lagergehäuses 16 und ist in diesem über Lagerbüchsen 18 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Das Lagergehäuse 16 ist über einen an seinem Außenumfang vorgesehenen Flansch 20 an einer mit einem nicht (U ^stellten Zugfahrzeug verbundenen Befestigungsiravei se 22 befestigt.

Die Lagerbohrung 14 weist einen zylindrischen Mittelabschnitt auf, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Zugstange 12 in ihrem das Lagergehäuse 16 durchsetzenden Teil, so daß ein Ringraum zwischen der Umfangswand der Lagerbohrung 14 und der Umfangsiläche der Zugstange 12 gebildet wird. An den axialen Enden des Lagergehäuses 16 geht die Innenumfangswand der Lagerbohrung 14 in sich axial nach außen konisch erweiternde Anlageflächen 24 über, die zur Anlage von an den Lagerbüchsen 18 komplementär ausgeformten Konusflächen 26 bestimmt sind.

Beide Lagerbüchsen 18 sind identisch ausgebildet. Jede Lagerbüchse 18 besteht aus einem Lagerring 28, an dessen Außenumfang die zur weitgehend dichten Anlage an der jeweiligen konischen Anlagefläche 24 des Lagergehäuses 16 bestimmte Konusfläche 26 ausgebildet ist, und einer zylindrischen Hülse 30. Der Lagerring 28 und die Hülse 30 sind einstückig aus elastisch deformierbarem Material, vorzugsweise Kunststoff, wie etwa Polytetrafluorethylen, hergestellt. Der Außendurchmesser der Hülse 30 ist so gewählt, daß die Lagerbüchsen 18 mit Klemmsitz in die Lagerbohrung 14 eingepreßt werden können. Dagegen ist der Innendurchmesser der Lagerbüchse Its um etwa 0,5 mm größer als der Außendurchmesser der Zugstange 12, so daß die Zugstange 12 leicht durch die Lagerbüchsen 18 geschoben werden kann. Die axiale Länge der Hülse 30 ist etwas geringer als die halbe axiale Länge des zylindrischen Abschnittes der Lagerbohrung 14, so daß zwischen den einander zugekehrten Endflächen der in das Lagergehäuse 16 eingesetzten Lagerbüchsen 18 ein Abstand von einigen Millimetern verbleibt, dessen Funktion im weiteren noch erläutert wird.

Die Konusfläche 26 an dem Lagerring 28 geht an ihrem der Hülse 30 abgewandten Rand in eine in axialer Richtung schmale Zylinderfläche 32 über, die ihrerseits unter Bildung eines Dichtungsringes 34 in die im wesentlichen achsnormale Stirnfläche 36 des Lagerringes 28 übergeht. Der als Randwulst ausgebildete Dichtungsring 34 steht dabei in axialer Richtung um einige Zehntel Millimeter, vorzugsweise etwa 0,2 rnm, über die ringförmige Stirnfläche 36 vor. In der Stirnfläche 36 sind in gleichmäßigen Winkelabständen mehrere axial verlaufende Aussparungen oder Bohrungen 38 vorgesehen (Fig.3), die der Materialersparnis und der Erhöhung der Deformierbarkeit des Lagerringes 28 dienen.

An der Umfangsfläche der Innenbohrung 40 der Lagerbüchse 18 sind schräg zur Achse verlaufende Rinnen 42 ähnlich den Drallzügen in einem Geschützrohr angeordnet, die zum Zuführen und Verteilen von Schmiermitteln dienen, wenn die Lagerbüchsen 18 auf der Zugstange 12 sitzen.

Bei der Montage der Lagerung werden die Lagerbüchsen 18 mit ihren zylindrischen Hülsen 30 in die Lagerbohrung 14 des Lagergehäuses 16 eingepreßt, bis die Konusflächen 26 der Lagerringe 28 an den Anlageflächen 24 des Lagergehäuses 16 anliegen. Dann wird die Zugstange 12 durch die Innenbohi ungen 40 der beiden Lagerbüchsen 18 geschoben. Die Lagerringe 28 werden dann durch eine auf das mit einem Gewinde 44 versehene freie Ende 46 der Zugstange 12 aufschraubbare Mutter 48 über zwei axial wirkende Federelemente 50 und 52 eingespannt. Das dem Kupplungskopf 10 benachbarte Federelement 50 umfaßt einen dichtend wirkenden Gummipuffer 54, der einerseits an einem mit dem Kupplungskopf 10 einstückigen achsnormalen Flansch 56 und andererseits an dem Roden 58 einer den Gummipuffer 54 übergreifenden Schutzkappe 60 anliegt. Die andere Seite des Bodens 58 der Schutzkappe 60 liegt an dem Stirnende der in F i g. 1 linken Lagerbuchse 18 an. Das Federelement 52 auf der anderen Seite des Lagergehäuses 16 umfaßt ebenfalls einen Gummipuffer 62, der über eine mit der

Schutzkappe 60 identische Schutzkappe 64 an dem axial äußeren Stirnende der in F i g. 1 rechten Lagerbüchse 18 anliegt. Zwischen dem Gummipuffer 62 und der Mutter 48 ist auf der Zugstange 12 noch eine Druckplatte 66 gelagert, deren Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Gummipuffers 63 entspricht. Die Druckplatte 66 sitzt auf einem sich zum Lagergehäuse 16 hin erweiternden konischen Abschnitt 68 der Zugstange 12, wobei die Durchtrittsbohrung 70 in der Druckplatte 66 ebenfalls mindestens auf einem Teil ihrer axialen Ausdehnung mit einer komplementären Konusfläche versehen ist, so daß die Druckplatte 66 beim Aufschrauben der Mutter 48 auf das Gewindeende 46 der Zugstange 12 nur so weit auf die Zugstange 12 aufgeschoben werden kann, bis die Konusflächc der Durchtrittsbohrung 70 in der Druckplatte 66 an der Konusfläche des Abschnitts 68 der Zugstange 12 anliegt. Damit wird vermieden, daß die Gummipuffer 54 und 62 beim Anziehen der Mutter 48 zu stark zusammengequetscht werden.

Die Länge des Zugstangenabschnittes zwischen dem Flansch 56 und der Konusfläche des Abschnitts 68 sowie die axialen Abmessungen der auf der Zugstange 12 gelagerten Teile sind so gewählt, daß beim Anziehen der Mutter 48 die Lagerbüchsen 18 fest in die Lagerbohrung 14 des Lagergehäuses 16 eingepreßt werden. Durch die sich konisch zum Inneren des Lagergehäuses 16 hin verjüngenden Anlageflächen 24 werden dabei mindestens die Lagerringe 28 der Lagerbüchsen 18 auch in radialer Richtung zusammengepreßt, so daß sich die ursprünglich vorhandene Durchmesserdifferenz von 0,5 mm zwischen dem Innendurchmesser der Lagerbüchsen 18 und dem Außendurchmesser der Zugstange 12 auf etwa 0,1 bis 0,2 mm verringert. Dadurch kann die Zugstange 12 zwar noch in axialer Richtung in den Lagerbüchsen 18 gleiten, hat jedoch keine Möglichkeit zu einer radialen Bewegung in dem Lagergehäuse 16. Durch die Federwirkung der Gummipuffer 54 und 62 werden die Lagerbüchsen 18 bei einem allmählichen Verschleiß derselben stets so in die Lagerbohrung 14 des Lagergehäuses 16 hineingepreßt, daß einerseits die Konusflächen 26 an den Anlageflächen 24 anliegen und andererseits ein Spiel zwischen der Zugstange 12 und dem Lagergehäuse 16 vermieden wird. Um diese Nachstellung der Lagerbüchsen 18 zu ermöglichen, muß der oben erwähnte kleine Zwischenraum zwischen den einander zugekehrten Enden der Lagerbüchsen 18 in der Lagerbohrung 14 vorgesehen sein.

Beim Anpressen der Schutzkappen 60 bzw. 64 an die Stirnenden der Lagerbüchsen 18 werden zunächst die Randwülste der Dichtungsringe 34 deformiert, bis die Schutzkappen flach an den Stirnflächen 36 anliegen. Dadurch wird verhindert, daß bei einer momentanen Entlastung eines Lagerringes 28 bei einer axialen Verschiebung der Zugstange 12 zwischen diesem Lagerring 28 und der betreffenden Schutzkappe 60 bzw. 64 Wasser in das Lagergehäuse 16 eindringen kann.

ίο Dadurch, daß die Zugstange 12 praktisch auf ihrer ganzen Länge innerhalb des Lagergehäuses 16 von den Lagerbüchsen 18 eingeschlossen ist, wird durch die Reibung der Lagerbüchsen auf der Zugstange 12 diese ständig poliert, so daß auch eine aufgrund von

!5 Kondenswasserbildung in dem verbleibenden Freiraum zwischen den Lagerbüchsen 18 auftretende Restfeuchtigkeit nicht zur Rostbildung an der Zugstange 12 führen kann.
Um die Oberfläche der Zugstange 12 gegen Korrosion zu schützen und die Reibung zwischen den Lagerbüchsen 18 und der Zugstange 12 zu verringern, kann durch die Rinnen 42 an der Innenumfangsfläche der Lagerbüchsen 18 ein Schmiermittel eingeführt werden.

Wie in der vorstehenden Beschreibung ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Zugstangenlagerung praktisch wartungsfrei und gewährleistet eine zuverlässige spielfreie Führung der Zugstange 12, bis die Lagerbüchsen 18 so verschlissen sind, daß eine Nachstellung nicht mehr möglich ist.

Nach dem Anziehen wird die Mutter 48 jeweils durch einen Splint 72 gesichert. Die Mutter selbst kann dann noch durch eine Schutzkappe 74 abgedeckt werden, die mit einem wulstartigen Rand 76 nach Art eines Schnappverschlusses über einen ringförmigen Kragen 78 an der Schutzkappe 64 greift.

Die Hülsen 30 schützen die Oberfläche der Zugstange 12 nicht nur gegen Korrosion, sondern bewirken auch eine zusätzliche Radiallagerung für die Zugstange 12 in dem Lagergehäuse 16. Diese Wirkung zeigt sich insbesondere dann, wenn die konischen Lagerringe 28 durch große Radialkräfte belastet werden. In diesem Fall bewirken die Hülsen 18 eine Belastungsbegrenzung für die konischen Lagerringe 28.

Die Gummipuffer 54 und 62 liegen so dicht an der Zugstangenoberfläche an. daß auch an diesen Stellen kein Wasser in das Lagergehäuse 16 eindringen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lagerung für eine einen Kupplungskopf tragende Zugstange einer insbesondere an Lastfahrzeugen anzubringenden Anhängerkupplung mit einem die Zugstange mit einem radialen Abstand umgebenden, am Lastfahrzeug unbeweglich angeordneten Lagergehäuse, in dem die Zugstange über an der Innenseite des Lagergehäuses anliegende Lagerringe um ihre Achse drehbar, in axialer Richtung gegen Federdruck verschiebbar und in radialer Richtung unbeweglich geführt ist, wobei das Lagergehäuse an seinen Enden sich axial nach außen hin konisch erweiternde Anlageflächen für am Außenumfang der Lagerringe komplementär ausge- '5 bildete Konusflächen aufweist und wobei die Lagerringe durch axial wirkende, von Schutzkappen abgedeckte Federelemente gegen die Anlageflächen des Lagergehäuses gespannt und unter der axialen Vorspannung derart elastisch deformierbar sind, daß sie ein radiales Spiel zwischen Zugstange und Lagergehäuse im wesentlichen verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (28) jeweils an ihrer zur Anlage an einer vom Boden (58) der Schutzkappe (60,64) gebildeten Druckfläche bestimmten Stirnfläche (36) einen Dichtungsring (34) aufweisen.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (28) aus Kunststoff hergestellt sind und der Dichtungsring (34) nach Art eines Randwuistes ausgebildet ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (28) an ihrer dem Inneren des Lagergehäuses (16) zugekehrten Seite mit einer zylindrischen Hülse (30) verbunden sind, deren Außendurchmesscr im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Lagergehäuses (16) und deren Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Lagerringe (28) ist.

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- to zeichnet, daß die axiale Länge der Hülsen (30) geringer ist als die halbe axiale Länge des zwischen den konischen Anlageflächen (24) liegenden zylindrischen Lagergehäuseabschnittes.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Ί5 dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Lagerringe (28) etwa 0,5 mm größer ist als der Durchmesser der Zugstange (12).

6. Lagerung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenumfangsfläche der von Lagerring (28) und Hülse (30) gebildeten Lagerbüchse (18) mindestens eine schräg zur Achse verlaufende flache Rinne (42) angebracht ist.

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (36) der konischen Lagerringe (28) eine Vielzahl axialer Bohrungen (38) vorgesehen ist.