DE4211180A1 - Formschlüssiges und einstellbares Verbindungsteil zum Anschließen von freiauskragenden Gepäckträgern an KFZ-Anhängerkupplungen mit Kugelkopf - Google Patents

Description

Formschlüssiges und einstellbares Verbindungsteil zum Anschließen von freiauskragenden Gepäckträgern an KFZ-Anhängerkupplungen mit Kugelkopf.

Beschreibung:

Das Verbindungsteil betrifft den Transport von Fahrrädern oder anderen sperrigen Gegenständen, die statt auf dem Autodach, hinter dem Auto auf einen Gepäckträger, der mit der Anhängekupplung verbunden ist, verstaut werden. Bei Einhaltung der für die Anhängekupplung zulässigen Stützlast ist die Belastung der Kupplung nachweisbar geringer, als bei einem Anhängerbetrieb mit der zulässigen Nutzlast.

Die Vorteile eines Fahrradtransportes hinter dem Auto, auf einem Gepäckträger, der mit der Anhängekupplung verbunden ist, gegenüber einem Transport auf dem Autodach, sind nachstehend aufgeführt:

• - Der Ein- und Ausbau des Fahrradhalters ist einfach und erfolgt in günstiger Höhe. Das gleiche gilt auch für das An- und Abbauen der Fahrräder. Alle Maßnahmen können auch von älteren Menschen problemlos durchgeführt werden.
• - Kein nennenswerter Treibstoffmehrverbrauch. Der Fahrwiderstand wird von den hinter dem Auto angeordneten Fahrrädern kaum beeinflußt.
• - Keine zusätzliche Geräuschbildung im Autoinnenraum - auch nicht bei geöffneten Fenstern.
• - Er ermöglicht den Fahrradtransport bei einem Auto mit Klappverdeck.
• - Im Heckfenster ist der sichere Halt der Fahrräder kontrollierbar.
• - Die Höhe beim Durchfahren einer Öffnung muß nicht beachtet werden.

Es ist bereits ein Fahrradträger, der mit der Anhängekupplung verbunden ist, bekannt. In der Zeitschrift "Neuheiten", Ausgabe Dezember 6/91 wurde dieser Gepäckträger vorgestellt. Der bekannte Adapter ist nicht in vollem Umfange formschlüssig mit der Anhängekupplung verbunden. Ein Teil der Kräfte, die beim Fahren mit dem Fahrradträger am Adapter auftreten, wird nur durch Reibung auf die Anhängerkupplung übertragen. Eine Zulassung des Fahrradträgers durch den deutschen TÜV wurde aus diesem Grunde nur mit zusätzlichen Torsionsstützen, die sich an mehreren Punkten an der Autokarosserie abstützen, erreicht.

Neben dem Adapter müssen die Torsionsstützen, dem jeweiligen Fahrzeugtyp angepaßt werden. Nachteilig ist auch die geringe Nutzlast von 32 kg, die bei zwei Fahrrädern bereits überschritten werden kann.

Durch die Torsionsstützen und den Aufbau des Adapters ist die Montage der Einrichtung nicht einfach. Außerdem muß die Montage mit großer Sorgfalt durchgeführt werden, um den erforderlichen Kraftschluß herzustellen. Bisher liegt aus den genannten Gründen nur für einige Autotypen eine TÜV-Zulassung vor. Eine Zulassung für den Opel Vectra wurde z. B. noch nicht erteilt.

Der Anmelder, der einen Opel Vectra fährt, hat Ende 1991 einen Fahrradträger mit einem starren, formschlüssigen Verbindungsteil zur Anhängekupplung hergestellt und dafür am 10.01.92 eine TÜV-Zulassung erhalten. Zusätzliche Abstützungen am Auto, wie bei dem bekannten Fahrradträger, sind dabei nicht erforderlich. Die zulässige Nutzlast beträgt bei diesem Fahrradträger 40 kg. Der zugelassene Fahrradträger mit dem starren Verbindungsteil kann sicher, einfach und schnell ein- und ausgebaut werden. Nur eine Spannschraube wird ein- bzw. ausgebaut. Der Nachteil dieses Eigenbaues besteht darin, daß das starre Verbindungsteil, das auf die Anhängekupplung geschoben wird, nur auf diese eine Kupplung paßt und daß der Aufwand für die Herstellung, vor allem für die genaue Anpassung an den Kupplungsschaft, zu groß ist. Dieses starre Verbindungsteil paßt unter Umständen auch nicht auf den gleichen Kupplungstyp, weil der Krümmungsbereich des warmverformten Kupplungsschaftes verschieden ausfallen kann. Eine Gewerbliche Nutzung des starren Verbindungsteiles ist aus den genannten Gründen nicht möglich.

Der Anmelder machte es sich zur Aufgabe ein Verbindungsteil zu entwickeln, das an viele Anhängekupplungen mit einfachen Handgriffen angepaßt werden kann, das unter Belastung und beim Ein- und Ausbau seine Form beibehält, das die Anhängekupplung formschlüssig und spielfrei umfaßt und das mit vertretbarem Aufwand hergestellt werden kann. Da dieses neue verstellbare Verbindungsteil die gleiche Stabilitäts- und Einbaumerkmale wie das starre, zugelassene Verbindungsteil aufweisen wird, ist eine TÜV-Zulassung unter den gleichen günstigen Bedingungen zu erwarten.

Die Anhängekupplungen haben alle einen genormten Kugelkopf mit 50 mm Durchmesser. Alle anderen Bauteile wie Schaftform und Schaftdicke sind verschieden. Auch bei gleichen Autotypen können verschiedene Kupplungsformen vorhanden sein. Der Schaft kann rund, teilweise abgeflacht oder abschnittsweise 4-kantig sein. Auf Blatt 1 des Zeichnungsanhanges sind neben der Fig. 1, die einen eingebauten Fahrradträger in zwei Ansichten darstellt noch in Fig. 2 verschiedene Kupplungsformen zu sehen. Mit Ausnahme der letzten Kupplungsform am rechten Bildrand der Fig. 2, soll das verstellbare Verbindungsteil an alle anderen Kupplungsformen angepaßt werden können.

Die Fig. 3, 4 und 5, auf den Blättern 2, 3 und 4 des Zeichnungsanhanges stellen das verstellbare Verbindungsteil in drei Ansichten, mit Positionsnummern der einzelnen Bauteile dar. Wird die Positionsnummer ohne Hinweis auf die Figur angegeben, so ist diese Position auf allen drei Figuren angezogen. Im anderen Falle wird die Figur angegeben.

Die Kupplungsform die den Zeichnungen zugrundeliegt, ist mit kurzen Strichen und Punkten in den drei Ansichten angedeutet.

Der konstruktive Aufbau des Verbindungsteiles ermöglicht, wie die nachfolgende Konstruktionsbeschreibung zeigt, einen vollständigen formschlüssigen Anschluß an die jeweilige Anhängekupplung.

Die Haube 1 umfaßt den Kugelkopf der Anhängekupplung von oben und bildet mit den am freien Ende der Haube 1 angeschweißten Seitenblechen 3, die Basis des gesamten Verbindungsteiles.

Zur Herstellung der nach unten offenen Haube 1 wird ein durch Stanzen oder Brennschneiden vorgeformtes Blech über eine Halbkugel mit 50 mm Durchmesser warm gebogen und danach an den beigebogenen Ecken verschweißt. Durch die Warmverformung über der Kugelform entstehen auf der Innenseite der Haube vier genügendgroße Auflageflächen, auf denen sich die Haube 1 auf dem Kugelkopf der Anhängekupplung abstützt.

Der Bolzen 2, der nach Fig. 4, mit der Schubstange im Federzylinder 18 verbunden ist, wird durch Federkraft in der, in Fig. 4, dargestellten Lage gehalten. Zum Ein- und Ausbauen des Verbindungsteiles wird der Bolzen 2 mit dem Handgriff 19, nach Fig. 4, zurückgezogen und die untere Öffnung der Haube 1 freigegeben. Dabei wird die Feder in dem Federzylinder 18 vorgespannt.

Läßt man bei richtigem Sitz der Haube und damit des gesamten Verbindungsteiles, den Handgriff 19 nach Fig. 4 los, so wird der Bolzen von der vorgespannten Feder selbsttätig unter dem Kugelkopf der Anhängekupplung hindurch, in eine Öffnung auf der anderen Seite der Haube 1 geschoben. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Der Freiraum unter dem Kugelkopf, in dem sich der Bolzen 2 bewegt, ist in dem Übergangsbereich vom Kugelkopf zum Kupplungsschaft bei allen Anhängekupplungen vorhanden.

Der beidseitig verlagerte Bolzen 2 nach Fig. 4 versperrt die Haubenöffnung, so daß das Verbindungsteil und der daran angeschlossene Gepäckträger unverlierbar sind. Der Bolzen 2 hat, wie in Fig. 4 angedeutet, im vorderen Teil eine runde und nach hinten eine in der Höhe zunehmende und in der Breite gleichbleibende ovale Form. Durch die keilartige Bolzenform werden Abweichungen im Übergangsbereich von dem Kugelkopf zum Kupplungsschaft ausgeglichen und ein stabiler, spielfreier Sitz der Haube 1 auf dem Kugelkopf erreicht. Die seitlichen Öffnungen in der Haube zur Aufnahme des Bolzen 2 sind auf die Bolzenform abgestimmt.

An dem nach unten verlaufenden freien Schenkel der Haube 1 sind die zwei Seitenbleche 3, die durch die Versteifungen 23, 24 und 25 abgestützt sind, angeschweißt. An den Seitenblechen 3 sind nach Fig. 3 und 5 die beiden Tragarme 4 auf der Außenseite der Seitenbleche 3 durch die Schrauben 5 nach DIN 603 befestigt. Bei gelöster Schraubenverbindung 5 sind die beiden Tragarme 4 frei um die Schrauben 5 verschwenkbar und damit auf die jeweilige Schaftform der Kupplung einstellbar.

In den Seitenwänden nach Fig. 3 sind drei und in den Tragarmen zwei Löcher angebracht, um gegebenenfalls die Lage der Tragarme 4 bei komplizierten Kupplungsformen zu verändern. Am anderen Ende der Tragarme 4 befinden sich nach den Fig. 3 und 4 die Anschlußpunkte 7 und 8. An dem Anschlußpunkt 7 sind die hinteren Enden der beiden Verstellspindeln 9 die im wesentlichen aus Augenschrauben nach DIN 444 bestehen und die zweiteilige Klemme 10 durch zwei Senkschrauben 34 mit Drehsicherung nach DIN 604 mit den Tragarmen 4 verbunden.

Bei gelöster Schraubenverbindung kann die Klemme in Punkt 7 gegenüber den Tragarmen verschwenkt werden.

Im Anschlußpunkt 8 haben die Tragarme 4 jeweils Langlöcher. Die Mittellinien der Langlöcher liegen wie in Fig. 3 dargestellt auf Kreisbogen deren Mittelpunkt Anschlußpunkt 7 ist.

Eine Sechskantschraube 35 nach DIN 931 die, wie Fig. 4 zeigt, durch die Langlöcher (Anschlußpunkt 8) in den Tragarmen 4, zwei Scheiben 28 nach DIN 7349 die Distanzbüchsen 26 und 27 die unteren Löcher der beiden Klemmenteile 10 und die Federscheiben 14 nach DIN 137 geführt wird, verbindet die Klemme 10 mit den Tragarmen 4 und die Tragarme 4 miteinander. Bei gelösten Schraubenverbindungen in den Punkten 7 und 8, ist die Klemme 10 weiterhin im Punkt 7 verschwenkbar und kann wie in Fig. 3 dargestellt, den jeweiligen Verlauf des Kupplungsschaftes angepaßt werden.

Werden die Schraubenverbindungen an den Punkten 7 und 8 angezogen, so ist die Lage der Klemme 10 zu den Tragarmen 4 festgelegt. Durch eine Änderung der Einspannlänge an der Verstellspindel 9, kann nach Fig. 3 die Lage des Punktes 7 der jeweiligen Kupplungsform angepaßt und festgelegt werden. Die Längenänderungen an der Verlagerung 11 werden nach Fig. 3 durch betätigen der Stellmuttern 31 vorgenommen. Mit der Längenänderung ändert sich auch die Lage der Verstellspindel 9 zu der Verlagerung 11 (Fig. 3). Um einen guten Sitz der Stellmuttern 31 zu gewährleisten werden wie in Fig. 3 dargestellt, Kugelscheiben und Kugelpfannen 12 nach DIN 6319 und zur Erweiterung des Schwenkwinkels Scheiben 13 für U-Träger nach DIN 434 verwendet. Durch eine entsprechende Anordnung der U-Scheiben 13 kann der Schwenkwinkel vergrößert werden.

Neben den Schaftformen können auch die Schaftdurchmesser verschieden sein. Der häufigste Schaftdurchmesser beträgt 36 mm. Es gibt aber auch Kupplungen mit Schaftdurchmessern von 32 bis 39 mm. Bei den abgeflachten oder vierkantigen Formen die nur in geringem Umfange vorhanden sind liegen auch verschiedene Kantenlängen vor. Für die vierkantigen Schaftformen muß eine dafür abgestimmte Klemme 10 eingesetzt werden.

Um die Klemme 10 auf den jeweiligen Schaftdurchmesser, oder Kantenlänge bei rechteckiger Form, anzupassen, werden die Scheiben 14 nach Fig. 4 an den Punkten 7 und 8 von außen nach innen oder umgekehrt so umverteilt, daß der gewünschte Klemmenabstand vorliegt und der Tragarmabstand zueinander beibehalten wird.

Alle Muttern, die bei den Einstellarbeiten betätigt werden, sind entweder selbstsichernd oder die Muttern werden gekontert. Nach Abschluß der Einstellarbeiten werden alle Muttern fest angezogen. Die Langmutter 32 nach Fig. 3 verbindet nur die Augenschrauben mit der Gewindestange am oberen Teil der Verstellspindel 9.

Die Spannschraube 16 nach DIN 603 wird bei eingebautem Verbindungsteil durch die oberen Löcher der Klemme 10 und durch die Bohrung des Vierkantteiles 17 geführt. Das Vierkantteil 17 aus Aluminium nach Fig. 4 und 5 ist so geformt und die Lage der Bohrung so gewählt, daß vier verschiedene Wandstärken vorhanden sind. Je nach Schaftdurchmesser der Kupplung wird das entsprechend gekennzeichnete Vierkantteil 17 auf den Kupplungsschaft gelegt und die Spannschraube 16 eingeführt. Durch diese Maßnahme wird der Abstand zwischen Schrauben- und Kupplungsschaft weitgehend ausgefüllt. Sowohl beim Einführen der Schraube 16, als auch beim Anziehen dieser Schraube wird durch das Teil 17 der Kupplungsschaft von der Schraube nicht berührt und somit auch nicht beschädigt. Durch das Anziehen der Spannschraube 16 mit der Knebelmutter 15 nach DIN 6305 wird die Klemme 10, wie Fig. 4 zeigt, gegen den Kupplungsschaft gepreßt, so daß ein Verkanten der Klemme zu dem Kupplungsschaft, auf Grund des spielfreien Formschlusses ohne Verformung nicht möglich ist.

Um den Kupplungsschaft beim Ein- und Ausbau des Verbindungsteils zu schonen, werden die beiden Teile der Klemme 10 nach Fig. 4 auf der Innenseite der beiden Klemmenhälften mit Messingblechen 33 belegt oder auf andere Art gleichwertig beschichtet. Die Haube 1 mit den Seitenblechen 3, die Tragarme 4 und die Verstellspindeln 9 bilden gemäß Fig. 3 ein stabiles Dreieck, das durch den Bolzen 2, die Haube 1 und die Klemme 10 formschlüssig mit der Anhängekupplung verbunden ist. Der größte Teil der Längskräfte, die beim Bremsen und Beschleunigen des Autors an dem Verbindungsteil auftreten, werden von diesem Dreieck aufgenommen und rutschfrei in die Anhängekupplung geleitet. Die Verlagerung 11 sowie die Schrauben 5 und 34 bilden die Eckpunkte des Dreieckes aus Haube 1, Tragarm 4 und Verstellspindel 9. Durch die Klemmkräfte der Schrauben 5 und 34 an den Auflageflächen der zugehörigen Eckpunkte, die Schraube 35, mit der die Tragarme 4 an den Enden verbunden sind, die Schrauben 33, die Schraube 16 und die Stützwirkung der Spannspindel 9 ist auch eine ausreichende Formstabilität gegen Dreh- und Kippkräfte an dem Verbindungsteil vorhanden.

Die Befestigung des Fahrradhalters an dem Verbindungsteil kann auf verschiedene Art erfolgen. Bei der Ausführung nach den Fig. 3, 4 und 5 ist eine angeschweißte Rahmenkonstruktion vorgesehen. Die Konstruktion besteht aus zwei 1200 mm langen Querträgern 21, zwei 500 mm langen Längsträgern 22 und einer V-förmigen Abstützung 30. Ein Querträger 21 und die V-förmige Abstützung 30 werden an der Haube 1 angeschweißt. Die Verbindung zwischen der Haube 1 und der Rahmenkonstruktion wird noch durch das Blech 20, das die Haube umfaßt, verstärkt.

An Stelle der unlösbaren Verbindung zwischen Fahrradhalter und Verbindungsteil ist auch eine lösbare Verbindung durch zwei Anschlußplatten und vier Schrauben möglich. Diese Verbindungsart ist nicht dargestellt. Der Vorteil wäre, daß an einem Verbindungsteil verschieden ausgebildete Gepäckträger angebracht werden können.

Das angepaßte Verbindungsteil, das mit dem Gepäckträger verbunden ist, wird wie folgt an der Anhängekupplung befestigt. Die gesamte Einrichtung wird am hinteren Teil leicht angehoben und die oben offene Klemme 10 unter dem Kugelkopf der Kupplung durchgeschoben. Während die Klemme 10 dem Kupplungsschaft folgt wird die Einrichtung soweit vorgeschoben bis der Kugelkopf unter der Haubenöffnung steht. In dieser Stellung wird der Bolzen 2 mit dem Griff 19 zurückgezogen und danach die Einrichtung abgesenkt. Durch das Gewicht des Gepäckträgers kommt das Verbindungsteil sofort in die richtige Lage und der Griff 19 wird freigegeben. Der Bolzen 2 schiebt sich unter dem Kugelkopf hindurch und blockiert die Haubenöffnung. Danach wird die Spannschraube 16 durch die Bohrungen der Klemme 10 und das Vierkantteil 17 geschoben und mit der Knebelmutter 15 festgezogen. Da an dem Gepäckträger ein Leuchtenträger mitgeführt wird, ist vor der Abfahrt noch der Lichtstecker einzustecken.

Claims (7)

1. Das verstellbare formschlüssige Verbindungsteil, das zum Anschließen eines Gepäckträgers an die "KFZ"-Anhängekupplung eingesetzt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil in der Lage ist, alle statischen und dynamischen Kräfte, die während der Fahrt von dem Gepäckträger auf das Verbindungsteil ausgeübt werden, formschlüssig in die Anhängekupplung eingeleitet werden und daß sonstige Abstützungen zu dem KFZ zur Übertragung der Kräfte nicht erforderlich sein.

2. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelasteter Bolzen (2 der über einen Federzylinder (18) an der Haube (1) angeschlossen wird, selbsttätig das Verbindungsteil mit der Anhängekupplung so verriegelt, daß die gesamte Einrichtung unverlierbar ist und damit zum Formschluß wesentlich beiträgt und daß durch die keilartige Form des Bolzen (2) ein spielfreier Sitz zwischen Kugelkopf der Kupplung und der Haube (1) erreicht wird.

3. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (10), auf die Lage des Kupplungsschaftes und auf den Schaftdurchmesser fest eingestellt werden kann und daß mit einer Spannschraube (16) in Verbindung mit der Knebelmutter (15), der Kupplungsschaft formschlüssig umfaßt wird.

4. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die auftretenden Kräfte über ein stabiles, auf die Anhängekupplung einstellbares Kräftedreieck, das von der Haube (1) in Verbindung mit den Anschlußblechen (3), den Tragarmen (4), der Verstellspindel (9) und der Klemme (10) gebildet wird, formschlüssig in die Anhängekupplung eingeleitet werden.

5. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gepäckträger direkt angeschweißt oder über Verbindungsplatten durch Anschlußschrauben lösbar angeschlossen werden kann.

6. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß nach einer einmaligen, leicht durchführbaren Einstellung auf den jeweiligen Kupplungstyp, zum Ein- und Ausbau des Verbindungsteils nur eine Spannschraube eingebaut bzw. ausgebaut werden muß.

7. Das Verbindungsteil nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil nachträglich auf einen anderen Kupplungstyp umgerüstet werden kann ohne wesentliche Bauteile zu ergänzen oder umzurüsten.