DE3601505A1 - Anhaengevorrichtung - Google Patents

Description

Anhängevorrichtungen für PKW′s verschiedener Art sind bekannt. Insbesondere bei abnehmbaren Kugelstangen gibt es verschiedene Systeme, die aufgrund von aufwendigen mechanischen Konstruktionen, durch die dadurch bedingte enge Tolerierung der Passung und durch die ungeeignete Kombination der verschiedenen artfremden gestalteten Elemente aufwendig in der Herstellung und anfällig in der Handhabung sind. Insbesondere durch die selbsttätig ablaufende Verriegelung des losen und festen Teiles der Kupplung ist bei den vorhandenen Konstruktionen, bei den gewählten Systemen, eine Genauigkeit notwendig, die gegenüber der üblichen starren Kupplung den Preis stark hochtreibt. Dadurch bedingt ist die starre Kupplung mit all ihren Nachteilen noch immer anteilig wesentlich mehr vom Markt gefragt.

Der Erfinder hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine abnehmbare Kupplung zu konstruieren, die diese Nachteile eliminiert und sehr handhabungs­ freundlich ist. Er schlägt vor, die Halterung, die den losen Teil auf­ nimmt, vorwiegend aus Drehteilen zusammenzusetzen, die auf Grund des Zusammenwirkens dieser Teile eine wesentlich größere Toleranz bei der Herstellung erlauben.

Er schlägt vor radial bewegliche Elemente über Ringe, die innen konisch ausgeführt sind und auf diese Elemente wirken, außen zylindrisch sich in eine Bohrung verschieben, durch Federkraft gegen die Kugelstange zu pressen. Diese Kugelstange ist mindestens einmal mit einer Hinterschneidung zu versehen, in die sich die radial beweglichen Teile hineinpressen. Eine Halterung kann auf dem glatten, nicht hinterschnittenen, Kugelhals wirken. Die radial beweglichen Elemente können Kugeln, können aber auch partielle Segmente von geteilten Ringen sein. Es besteht bei einem Spannmechanismus der beiden die Möglichkeit mit einem äußeren im Gehäuse verschiebbaren federbelastetn Konusring und einem geschlossenen auf der Kugelstange sitzenden Konusring oder einer direkt angeformten ringförmigen Konusfläche die Einspannung zu bewerkstelligen. Durch die geeignete Kom­ bination dieser Elemente ist die Kugelstange zentriert eingespannt. Zur sicheren Funktion ist es möglich, die Kugelstange halb- oder vollautomatisch einrasten zu lassen. Bei der halbautomatischen Einrastung wird die Kugel etwas verdreht eingeführt und hebt mit einem oder mehreren Zapfen die konischen Ringe, die in der Zylinderbohrung sitzen, hoch. Durch Drehen in die richtige Lage gleiten die Ringe auf Grund einer oder mehrerer Aus­ sparungen in die die Zapfen hineinpassen, in die Spannstellung. Wegen des Handlings ist eine automatische Auslösung nach dem Prinzip der Falle wohl die vorteilhafteste Ausgestaltung der Erfindung. Durch einen Zapfen an der Kugelstange wird ein Haltebolzen, der die konischen Außenringe in Vorspannposition hält, zurückgedrückt und die Außen­ ringe zum Spannen freigegeben. Es besteht auch die Möglichkeit, die Freigabe durch Wegdrücken eines Fanghakens zu erreichen. Bei waage­ rechter Einführung der Kugelstange ist die normale einteilige Ausführung des Halterungsgehäuses, also des am Wagen festen Teiles anzustreben. Bei senkrechter Lage, wenn z. B. das Halterungsgehäuse hinter dem Stoßfänger liegt, ist bei dieser Konstruktion das einteilige System schwer anwend­ bar. Aus diesem Grunde wird hier der Vorschlag gemacht, das Gehäuse der oberen Halterung und das der unteren Halterung zu trennen und über den Querträger die Verbindung zu schaffen.

Fig. 1 zeigt perspektivisch angedeutet einen Querträger 1 einer Anhänge­ vorrichtung mit den beiden Anschraubwinkeln (2) zwecks Befestigung am Fahrzeug. Die Aufnahmen (3, 3 a) des Halterungsgehäuses für die Kugelstange (4) sind mittels Schrauben (5 a) über den Querträger (1) miteinander verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das mit dem Querträger (1) verbundene Halterungsgehäuse, das aus zwei Teilen, dem oberen (3) und dem unteren (3 a) besteht. Die Kugelstange (4) hat am oberen Hals, der in Teil 3 hineinragt, eine Hinterschneidung (5). Hinter diese setzen sich die Segmente des Ringes (6) deren Innenkonus 7 mit gleicher Neigung wie der Konus (7 a) der hinter­ schnittenen Kugelstange ausgeführt ist. Diese Segmente des Ringes (6) werden über den Ring (8) mit Innenkonus (9), der mit gleicher Neigung wie der Außenkonus (9 a) der Segmente des Ringes (6) ausgeführt ist, in die Hinterschneidung (5) der Kugelstange (4) durch die Federn (10) gepreßt. Im unteren Halterungsgehäuseteil (3 a) ist das gleiche Prinzip angewendet. Der Konusring (11) ist geteilt ausgeführt, besteht also auch aus Segmenten. Er liegt mit der zylindrischen Innenfläche (12) gegen die Kugelstange (4) und hat außen die gleichen Konusneigungen (13) wie die innere Konus­ neigung (13 a) des zylindrisch im Gehäuse (3 a) geführten Ringes (14). Die Segmente des Ringes (11) werden über Stifte (15) gegen Herabfallen gehalten. Sie sind zur Kugelstange hin und von ihr weg verschiebbar. Da keine Hinter­ schneidung an der Kugelstange vorliegt genügen 2 Segmente. Diese werden über den Konusring (14) durch die Federn (16) auf die Kugelstange (4) gepreßt. Die Ringe (14+8) stehen über Stangen (17) in Wirkzusammenhang. Diese dienen gleichzeitig als Federführung der Federn (16). Die Stange (17) hat beim Anheben des Ringes (14) erste eine Lose (17 a) ehe der Ring (8) angehoben wird, damit die beiden Ringe unabhängig voneinander spannen. (Das kann auch umgekehrt sein, nämlich daß zuerst der untere Ring eine Lose hat) Die Schraube (20 a) wird der obere justierbare Anschlag für Kugelstange (4). Durch die Nase (18), die in eine Nut (18 a) des unteren Halterungsgehäuses (3 a) eingreift, wird die Kugel­ stange (4) gegen Verdrehen gesichert. Die beiden Halterungsgehäusehälften (3+3 a) sind über den Querträger (1) mit Schrauben (5 a) verbunden (s. Fig. 1) und bilden so mit dem Querträger (1) eine Einheit. Der Zapfen (19) dient der auto­ matischen Auslösung der Spannringe (14+8) bei Einführen der Kugelstange (4) (s. Fig. 5). Bei der halbautomatischen Ausführung ist es nötig entweder ein federbelastetes scharnierbares oder nach oben drückbares Element mit Nut anzubringen, daß beim Drehen der der Kugelstange (4) in die richtige Lage auf Grund der Federkraft mit der Nut in Nase (18) einrastet oder aber den Zapfen (23) so stark zu machen, daß er die Verdrehkräfte aufnimmt, dann muß aber Ring (14) ebenfalls durch einen Bolzen der in einer in Bewegungsrichtung des Spannvorganges beweg­ liche Nut des Ringes (14) gleitet und im Gehäuse (3 a) sitzt gegen Verdrehen gesichert sein.

Fig. 3 zeigt den oberen Spannmechanismus über Kugeln 21. Der Ring (8) wird über die Federn (10) mit seiner Konusfläche (9) auf die Kugeln (21) gepreßt, die sich in den hinterschnitten Konus (7 a) der Kugelstange (4) setzen und dieselbe fest­ spannen. Der Ring (8) ist außen zylindrisch und sitzt verschiebbar im Gehäuse (3). Die Schraube (20 a) bildet wieder den einstellbaren oberen Anschlag für die Kugel­ stange (4), damit Spielfreiheit bei Sperren garantiert ist. Die Schrauben (20 a) sitzt im Deckel (22), der in das Gehäuse (3 a) gedreht wird und als Kugelkäfig dient. Die Kugeln haben soviel Bewegungsfreiheit, daß der Spannvorgang nicht behindert wird, sie aber nicht herausfallen können.

Fig. 4 zeigt die Möglichkeit der in (2) beschriebenen Anordnung über leichtes Ver­ drehen der Kugelstang (4) halbautomatisch zu verbinden. Der Zapfen (23) hebt, im zur Mittelachse leicht verdrehten Zustand, den Ring (14) hoch und beim Drehen der Kugelstange (4) in die richtige Lage ist der Zapfen (23) mit der Längsschlitz­ aussparung (24) des Ringes (14) deckungsgleich. Der Ring ist zum Spannen des Spann­ mechanismus freigegeben.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit der vollautomatischen Auslösung der z. B. in 2 beschriebenen Anordnung. Mit dem Zapfen (29) der Kugel­ stange (4) wird der Bolzen (30) gegen die Federkraft (31) zurück­ gedrückt und gibt den Konusring (14) und somit auch Konusring (8) frei, so daß diese durch die Federkraft der Federn (10, 16) auf die Spannelemente (Kugeln, Ringe usw.) drücken und dadurch die Kugel­ stange (4) halten können.

Fig. 6 zeigt die Anordnung des Haltebolzens (30) in dem Ring (14). Der Bolzen (30) sitzt etwas versetzt in der Nut (32) des Konusringes (14), so daß der Bolzen (30) in einem Bereich sitzt, der noch Bewegungsfreiheit für den Zapfen der Kugelstange gibt, die nötig ist als Weg für den Konusring (14) beim Spannvorgang.

Fig. 7 zeigt die Möglichkeit, den unteren zur Biegung der Kugelstange (4) hin orientierten Spannmechanismus mit einem auf der Kugelstange (4) sitzend geschlossenem Konusring (23) oder einem direkt angeformten Konusring (23 a) auszuführen. Das obere System wurde in Fig. 2 be­ schrieben. Die Stangen (17) verbinden auch hier die Konusringe (8) und (14), die im Halterungsgehäuse (3) und (3 a) zylindrisch geführt sind. Der obere Ring (8) wird angehoben ehe der untere Ring durch den Absatz (24) der Stangen (17) nach oben gedrückt wird. Das System hat also auch eine Lose, diesmal umgekehrt wie in Fig. 2 beschrieben. Die Stangen (17) sind mit einem Ring (25) verbunden, dessen Außendurchmesser fast gleich dem Außendurchmesser des Konusringes (14) ist. Durch Anheben des Ringes (25) wird der obere Ring (8) angehoben und erst später der Ring (14). Die halbautomatische Funktion kann wieder über eine leichte Drehung erfolgen. Ein Zapfen (27) hebt bei geringer außermittiger Drehung der Kugelstange (4) den Ring (25) hoch, um bei Drehung in die mittige ankoppelbare Lage in eine Bohrung oder Ausnehmung des Ringes (25) zu gleiten. Die Konusringe (8 + 14) können dann ihre Spannfunktion übernehmen. Die automatische Betätigung erfolgt über einen federbelasteten Haken (28). Der Ring (25) wird am besten über den Hebel (26), der im Gehäuse (3 a) gelagert ist, hochgehoben. Bei geeigneter Höhe rastet der federbelastete Haken (28) mit seiner Spitze unter den Ring (25). Beim Einführen der Kugel­ stange (4) trifft die Nase (18) auf den Haken (28) und drückt diesen weg. Dadurch wird der Ring (25) frei und die Spannungsmechanismen betätigt. Beim Lösen wird Ring (25) wieder angehoben, die Kugelstange (4) wird frei. Durch die Konizität an der Hinterschneidung kann die Kugelstange (4) leicht entfernt werden. Die Konstruktion kann auch so ausgeführt sein, daß der untere konische Spannring (14) nur Be­ wegungsfreiheit bis zum Anschlag (34) hat. Dann braucht lediglich der obere Ring über ein Gestänge (17) bewegt werden. Der Ring (14) wird dann beim Einfädeln der Kugelstange (4) mit angehoben und spannt über den Konusring (23). Der obere Ring (8) kann, wie vorher be­ schrieben, in Spann- und Löseposition gebracht werden.

Fig. 8 zeigt die Draufsicht auf die Aufnahmehalterung (3), die auf dem Querträger (1) sitzt und mit der darunter liegenden Halterung über Schrauben (5 a) verbunden ist.

Claims (16)

1. Anhängevorrichtung für PKW′s die eine feste Aufnahme am Querträger (1) und eine abnehmbare Kugelstange (4) hat, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einem Spannmechanismus versehen ist, der mehrere Spannelemente (6) (21) aufweist, die über einen federbelasteten Konusring (8) zusammengedrückt gegen mindestens eine Hinterschneidung der Kugelstange liegen.

2. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelemente ein geteilter Ring (6) mit einer äußeren Konus­ fläche (9 a) auf der der federbelastete äußere Konusring (8) wirkt und einer inneren Konusfläche (7), die sich gegen die Hinter­ schneidung (7 a) der Kugelstange (4) preßt, dient wobei eine weitere Konusfläche (8 a) das Einfädeln der Kugelstange (4) erleichtert.

3. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelemente Kugeln (21) Verwendung finden, die durch einen federbelasteten Konusring (8) gepreßt partiell hinter der Hinterschneidung (7 a) der Kugelstange (4) sitzten. Sie werden durch eine Halterung (22) in ihrer Lage gehalten, haben aber Freiheit zum Spannvorgang.

4. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschnitte (5) (7 a) so ausgebildet sind, daß sie in Wirkzusammenhang mit den Spannelementen (6) (21) die Kugelstange (4) festzurren (z. B. durch konische Ausbildung der Anlage der Spannelemente).

5. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannmechanisumus, der die Kugelstange hält, aus zwei konischen Ringen (23) (14) besteht, wobei der eine (23) auf der Kugelstange (4) sitzt, der andere (14) federbelastet im Gehäuse verschiebbar angeordnet ist und mit seiner Konusfläche auf die Konusfläche des Kugelstangenringes (23) drückt.

5a. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannmechanismus aus einem äußeren im Gehäuse verschiebbaren federbelasteten konischen Spannring (14) und einem fest an der Kugelstange befindlichen Konus (23 a) besteht, wobei die Konusfläche des äußeren Konusringes auf die Konus­ fläche der Kugelstange drückt.

6. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannkonusringe über Gestänge verbunden sind.

7. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge zwischen den Konusringen mit einer Lose ausge­ bildet ist, so daß beide Ringe zwar gemeinsam betätigt werden, die Spannvorgänge sich aber unabhängig voneinander vollziehen.

8. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-4, 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannmechanismus ebenfalls mit geteilten Spann­ elemente (11) ausgebildet ist.

8. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spannmechanismen, die die Kugelstange (4) halten, sich in einem Gehäuse befinden.

10. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Spannsysteme einer Kugelstange (4) sich in einem getrennten Gehäuse befindet.

11. Anhängevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse über den Querträger (1) miteinander verbunden sind.

12. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe mit einem automatischen Auslösemechanismus versehen ist, die in Wirkzusammenhang mit der Kugelstange den Spannmechanismus auslöst.

13. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente, Verbindungsstangen (17) zwischen den beiden Konusringen der Spannmechanismen mit einem Ring (25) verbunden sind.

14. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Hebel (26) versehen ist, der zur Betätigung des Spannmechanismus dient und denselben in die Auslöselage bringt und beim Lösen als Kraftverstärker dient.

15. Anhängevorrichtung nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Konusring (23) (23 a) sitzenden Konusring (14) durch einen Anschlag (34) gehalten wird und der obere Konusring alleine durch eine Gestängeanordnung bzw. Schiebeanordnung betätigt wird, sowohl im handbetätigten halbautomatischen oder automatischen Handling.