DE3617426C1 - Hitching (coupling) device - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anhängevorrichtung an einem Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Anhängevorrichtungen sind im Stand der Technik in vielfältigen Gestaltungsvarian­ ten bekannt (z. B. Deutsche Offenlegungsschriften 27 50 959, 27 53 539 und 29 35 474). Insbesondere bei Anhängevorrichtungen für Personenkraftfahrzeuge sind diese, wie aus den vorstehend erwähnten Druckschriften entnehmbar als Kugelkopf- Anhängevorrichtungen mit einem Kugelkopf und einem Kugelhals ausgeführt, die entweder unmittelbar am hinteren Stoßfänger oder an einem zwischen diesem und der eigentlichen Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Querträger befestigt sind.

Mit Rücksicht auf die erforderliche Betriebssicherheit dürfen solche Anhängevor­ richtungen je nach Fahrzeugtyp, an den sie angebracht werden nur mit einer gewissen Auflagelast belastet werden. Die zulässige Stützlast einer an einem Kraftfahrzeug angebrachten Anhängevorrichtung wird vom Fahrzeughersteller angegeben. Die (maximal zulässige) Auflagelast eines daran angekoppelten Anhängers, beispielsweise eines Wohnwagens ist ebenso bekannt, so daß eigent­ lich eine problemlose Zuordnung möglich sein sollte. Eine Einrichtung zur exakten Feststellung der Auflagelast eines zu ziehenden einachsigen Kraft­ fahrzeuganhängers ist beispielsweise aus der DE-OS 29 38 639 bekannt.

Auch die DE-OS 31 44 986 offenbart eine entsprechende Vorrichtung zum Messen der Auflagelast eines einachsigen Anhängers. Diese ist konstruktiv recht aufwendig gestaltet und deren Anbringung an den Anhänger daher mit nicht unwesentlichen Mehrkosten verbunden. Die Handhabung ist umständlich, da der mit dem Fühlerstift ausgestaltete Teil der Meßvorrichtung stets von einer Nichtgebrauchslage in eine Gebrauchslage und umgekehrt überführt werden muß. Andernfalls wäre im Fahrbetrieb eine sichere Kupplung des Anhängers nicht unter allen Umständen zu gewährleisten.

Grundsätzlich von Nachteil ist beim vorstehend zitierten Stand der Technik jeweils, daß insbesondere die angegebene Anhänger-Auflagelast in Zusammenhang mit der zulässigen und dabei gleichmäßig verteilten Beladung des Anhängers nicht die eigentlichen Verhältnisse beim Fahrbetrieb berücksichtigt. Dabei wird insbesondere nicht berücksichtigt, daß infolge falscher Beladung, Überladung oder einer Ladungsverschiebung während der Fahrt die vorhandene Auflagelast sehr stark ansteigen oder sich auch verringern kann und damit außerhalb eines zu­ lässigen Bereiches zu liegen kommt. Dieses kann sich unter Umständen sehr nach­ haltig auf die Fahreigenschaften des ziehenden Kraftfahrzeuges oder auch auf das Fahrverhalten des gesamten Fahrverbundes auswirken. Beschädigungen an durch diesen Sachverhalt besonders beanspruchten Bauteilen können ebenfalls nicht ausgeschlos­ sen werden. Bei Unterschreitung einer bestimmten Auflagelast ist ggf. eine sichere Kopplung nicht mehr gewährleistet.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einer An­ hängevorrichtung an einem Kraftfahrzeug zum Ankoppeln eines zu ziehenden Anhängers eine Vorrichtung zur Ermittlung der Auflagelast zuzuordnen, die im konstruktiven Aufbau einfach, hinsichtlich der Zuverlässigkeit der mit ihr ermittelten Meßwerte aber optimal ist. Dabei sollen auch sich während der Fahrt infolge von Ladungs­ verschiebungen usw. ergebende Über- oder Unterschreitungen von zulässigen Auflage­ lastbereichen erfaßt und erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anhängevorrichtung gelöst, die durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet ist.

An sich ist aus der DE-OS 26 41 534 bereits bekannt, die Meßwerte bei der Messung einer Last oder Belastung mittels einer Rolle, die drehbar auf einer eingesetzten Achse lagert und an deren Umfangsfläche die genannte Last oder Belastung angreift, über eine Anzeige im Fahrerhaus eines Lastfahrzeuges anzuzeigen. Im Zusammen­ hang mit der Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe war eine solche Maßnahme bisher jedoch nicht bekanntgeworden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, die aktuellen Verhältnisse an der Anhängevorrichtung dem Fahrzeug­ führer mitzuteilen, so daß dieser umgehend für Abhilfe sorgen kann. Bereits vor Fahrtantritt kann damit gleichzeitig bei einem angekoppelten Anhänger unmittel­ bar dessen Auflagelast ermittelt werden, so daß auch dadurch Hinweise auf eine falsche Beladung oder eine Überladung des Anhängers gegeben werden, so daß diesem Mißstand abgeholfen werden kann. Selbstverständlich ist es mit dieser Vorgehens­ weise auch möglich, eine in gleicher Weise unerwünschte und eventuell sogar ge­ fährliche zu geringe Belastung der Anhängevorrichtung zu erkennen. Man ist dabei nicht darauf angewiesen, daß der Anhänger selbst mit einer Auflagelast-Meßvor­ richtung ausgestattet sein muß, was bei einfachen und gegebenenfalls auch preis­ werten Anhängern selten der Fall wäre.

Die Einrichtung zur Auflagelastermittlung besteht in einer besonders vorteil­ haften Ausführungsform im wesentlichen aus einem Kraftsensor, der an einer Stelle des Kugelhalses angebracht ist, die durch die auftretende Stützlast in besonderer Weise eine Zug- oder Druckbelastung aufgrund von Biegemomenten erfährt. Da der Kugelhals als statisches Bauteil in etwa einen Kragträger darstellt, ist hierfür der Bereich nahe der Befestigungsstelle an einem Querträger oder am Stoßfänger geeignet. Als Kraftsensor kommt dabei zweckmäßigerweise ein Dehnungsmeßstreifen oder ein Halbleitergeber in Frage, die durch den vorgenannten Ort der Anbringung (hinter dem Stoß­ fänger) außerdem vor Verschmutzung, Witterungseinflüssen und ähnlichem geschützt sind. Über eine, die Sensorsignale verarbeitende Elektronik wird die ein zulässiges Maß überschrei­ tende Stützlast mittels einer im Fahrgastraum vorgesehenen Anzeige dem Fahrzeugführer mitgeteilt. Die Anzeige kann dabei digital oder analog erfolgen.

Damit der Fahrzeugführer nicht abgelenkt wird, ist es zweck­ mäßig, die tatsächlich vorhandene Stützlast lediglich dann anzeigen zu lassen, wenn vorgegebene Grenzwerte über- oder unterschritten sind. Die Meßwerterfassung sollte zweckmäßiger­ weise bei stehendem Kraftfahrzeug erfolgen, um den Einfluß der aus den fahrdynamischen Schwingungen resultierenden Horizon­ tal- und Vertikalkräfte auszuschalten. Je nach Position des Kugelkopfes und Anbringungsort des Kraftsensors ergeben sich daraus ebenfalls Biegemomente für den Kugelhals im Bereich des Kraftsensors. Hier wäre aber möglicherweise auch eine Optimierung zu erreichen, so daß ggf. auch eine permanente Meßwerterfassung während der Fahrt sinnvoll sein könnte.

Am Anbringungsort des Kraftsensors ist in diesem Bereich der Kugelhals vorzugsweise zu polieren oder eventuell plan zu schleifen, um optimale Meßergebnisse zu erhalten. Zum Schutz des Kraftsensors kann überdies eine Ummantelung vorge­ sehen werden.

Weiterhin wäre denkbar, einen Druck-Sensor zu verwenden und diesen unmittelbar am Kugelkopf anzubringen, so daß die von der Anhängerkupplung übertragene Auflagelast unmittelbar gemessen werden kann. Ebenfalls wäre denkbar, den Druck- oder Kraftsensor an geeigneter Stelle der Anhängerkupplung des Anhängers vorzusehen und über geeignete Leitungsverbindungen die Meßergebnisse wiederum dem Fahrzeugführer zur Kenntnis zu bringen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist in der Zeichnung darge­ stellt. Diese zeigt dabei im einzelnen in

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Anhängevor­ richtung mit einem am Kugelhals angebrachten Kraftsensor und in

Fig. 2 ein mögliches Blockschaltbild einer Auswerte­ elektronik.

Fig. 1 zeigt ein hinteres Abschlußblech (1) der Fahrzeug­ karosserie eines Personenkraftfahrzeuges. Zwischen diesem und einem Stoßfänger (2) ist ein Querträger (3) vorgesehen, an dem mittels Schweißverbindung (4) ein Kugelhals (5) einer Anhängevorrichtung (12) befestigt ist. Der Kugelhals (5) mündet in einen Kugelkopf (6), an den ein Anhänger angekoppelt wird.

An einem bevorzugten Anbringungsort (A) ist beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen (7) als Kraftsensor am Kugelhals (5) angebracht und ermittelt dabei die sich aufgrund der am Kugelkopf (6) wirkenden Auflagekraft (F) mit dem daraus resultierenden Biegemoment ergebende Druckspannung. Der An­ bringungsort ist dabei nahe des Querträgers (3) und an geschütz­ ter Stelle zwischen Abschlußblech (1) und Stoßfänger (2) vorgesehen. Ein weiterer möglicher Anbringungsort (A′) wäre an der gegenüberliegenden, auf Zug beanspruchten Seite des Kugelhalses (5). Die ermittelten Meßwerte werden mittels Leitung (13) der verarbeitenden Auswerteelektronik zugeführt.

Fig. 2 zeigt ein mögliches Blockschaltbild der Auswerte­ elektronik, wobei die von dem Sensor (Dehnungsmeßstreifen 7) ermittelten Meßwerte über einen Verstärker (8), einen Komparator (9), der die ermittelten Meßwerte mit vorgegebenen Grenzwerten vergleicht, einer sich im Fahrgastraum befindenden Anzeige (10) zugeführt werden. Je nachdem, welche Anzeigeart gewählt wird, kann zwischen Komparator (9) und Anzeige (10) ein A/D-Wandler (11) vorgesehen werden, der eventuelle analoge Meßwerte in digitale Anzeigewerte verwandelt.

Claims (5)

1. Anhängevorrichtung an einem Kraftfahrzeug zum Ankoppeln eines zu ziehenden Anhängers, wobei der, im wesentlichen einen an im Bereich eines hinteren Stoßfängers befestigten Kugelhals mit Kugelkopf umfassenden Anhängevor­ richtung eine Einrichtung zur Ermittlung einer vom Anhänger auf die Anhänge­ vorrichtung einwirkenden Auflagelast (F) zugeordnet ist und die ermittelten Meßwerte über eine Anzeige vermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftsensor (7) an durch die Auflagelast (F) stark beanspruchten Bereichen (A, A′) der Anhängevorrichtung (12) an dieser angebracht ist und die ermittelten Meßwerte dem Fahrzeugführer über ein im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges vorgesehene Anzeige (10) zur Kenntnis gebracht werden.

2. Anhängevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (7) am Kugelhals (5) im Bereich der Befestigungsstelle desselben an einem zwischen einem Abschlußblech (1) der Fahrzeugkarosserie und dem Stoßfänger ( 2) verlaufenden Querträger (3) angeordnet ist.

3. Anhängevorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftsensor ein Dehnungsmeßstreifen (7) vorgesehen ist.

4. Anhängevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftsensor (7) ein am Kugelkopf (6) angeordneter Drucksensor zur unmittelbaren Erfassung der aufliegenden Auflagelast (F) vorgesehen ist.

5. Anhängevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige der Auflagelast (F) im wesentlichen einen als Dehnungsmeßstreifen oder Halbleitergeber ausgeführten Sensor (7), einen die ermittelten Meßwerte verstärkenden Verstärker (8), einen die Meßwerte mit vorgegebenen Grenz­ werten vergleichenden Komparator (9) sowie eine im Fahrgastraum anzu­ ordnende Anzeige (10) umfaßt, wobei über einen wahlweise zuschaltbaren A/D-Wandler (11) eine digitale Anzeige erfolgen kann.