-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung zur Verbindung
eines Zugfahrzeugs mit einem Anhänger,
wobei ein an der Rückseite
des Fahrzeugs montiertes Kupplungsstück derart ausgebildet ist,
um ein Kupplungsendstück
einer an dem Anhänger
befestigten Zugstange aufzunehmen, wobei das Kupplungsendstück an der
Zugstange über ein
Gelenk befestigt ist, und wobei ein Verriegelungsmechanismus derart
ausgebildet ist, um das Kupplungsendstück so an dem Kupplungsstück festzulegen,
dass die mechanische Verbindung des Fahrzeugs mit dem Anhänger sichergestellt
ist.
-
Stand der
Technik
-
Beim
Verbinden eines Fahrzeugs mit einem Anhänger werden üblicherweise
elektrische Leitungen für
die Betriebsbeleuchtung und die Elektronik des Anhängers sowie
für Fluidleitungen,
beispielsweise Luftleitungen, für
einen pneumatischen Betrieb der Anhängerbremsen verbunden.
-
Üblicherweise
wird diese Verbindung manuell ausgeführt, nachdem die Zugstange
des Anhängers
mechanisch an dem Fahrzeug befestigt worden ist.
-
Eine
derartige Handhabung ist jedoch zeitaufwändig und für den Bediener anstrengend
und besitzt überdies
einen schädlichen
Einfluss auf die Umwelt, da während
der Verbindung das Fahrzeug im Leerlauf läuft. Aus diesem Grund gab es
Bestrebungen dahingehend, die Verbindung zu vereinfachen und insbesondere
die elektrische Energie- und die Luftverbindung mit der mechanischen
Verbindung abzustimmen.
-
Ein
Beispiel einer solchen Lösung
ist die in der
SE 396 730 beschriebene
Kupplung, bei welcher Mittel zum Verbinden von Luftleitungen und
Stromkabeln an äußeren Kupplungsplatten
des Kupplungsstückes
bzw. des Kupplungsendstückes
angeordnet sind. Ein Aufnahmemundstück an dem Kupplungsstück stellt
sicher, dass das Kupplungsendstück
in seitlicher Richtung ausgerichtet ist, wobei das Kupplungsendstück über die
verbleibende Distanz geradlinig in das Aufnahmemundstück bewegt
wird. Während
dieser geradlinigen Bewegung sind auch die äußeren Platten starr miteinander
verbunden, wodurch eine Verbindung der elektrischen Leitungen und
Luftleitungen hergestellt wird.
-
Ein
weiteres Beispiel ist aus der
DE
849 658 bekannt, gemäß welcher
ein Mittel zum Verbinden von Luftleitungen am Ende eines mit Zähnen ausgestatteten
Kupplungsendstückes
angeordnet ist. Entsprechend der
SE
396 730 ist eine abschließende geradlinige Bewegung
sichergestellt, während
der eine Verbindung mit der Luftleitung sichergestellt wird. Zusätzlich ist
an dem Kupplungsstück
ein System mit Zahnrädern
und Verbindungsarmen angeordnet, welches unter Zusammenwirken mit
den Zähnen
des Kupplungsendstückes
die Verbindung einer elektrischen Leitung sicherstellt, während zugleich das
Kupplungsendstück
in Position gebracht wird. Die
DE
930 064 zeigt ein weiteres Beispiel, wobei Mittel zum Verbinden
von elektrischen Leitungen und einer Luftleitung auf der Vorderseite
des Kupplungsendstückes
vorgesehen sind.
-
Diese
Systeme sind mit dem Nachteil behaftet, dass die Verbindung der
elektrischen Leitung und der Luftleitung zugleich mit der mechanischen
Verbindung erfolgt. Dies ist unvorteilhaft, da die elektrische Leitungs-
und Luftleitungsverbindung empfindliche Präzisionsmechaniken aufweisen,
während
die mechanische Verbindung von Fahrzeug und Anhänger sehr große Kräfte erfordert.
Aus diesem Grund ist der Verbindungsvorgang sehr kritisch, wenn
vermieden werden soll, dass die Verbindungsmittel für elektrische
Energie und Luft übermäßigen Kräften ausgesetzt
werden.
-
Da
die Luftverbindung gleichzeitig mit der mechanischen Verbindung
erfolgt, besteht auch ein Risiko dahingehend, dass dem Anhänger Luft
zugeführt
wird, bevor die mechanische Verbindung zu 100% gesichert worden
ist. Dies kann dazu führen, dass
die Bremsen des Anhängers
gelöst
werden, bevor der Anhänger
gesichert worden ist, so dass sich der Anhänger von dem Fahrzeug fort
bewegt. Auch wenn die Bremsen selbstverständlich wieder verriegelt werden,
sobald sich der Anhänger
von dem Fahrzeug fort bewegt, laufen Personen in der unmittelbaren
Umgebung des Anhängers
Gefahr verletzt zu werden.
-
Tritt
ein mechanischer Defekt in der elektrischen Verbindung auf, so wird
der Anhänger
gemäß der
DE 849 658 zwar mit Luft,
aber nicht mit elektrischer Energie versorgt, da elektrische Energie
und Luft unabhängig
voneinander verbunden sind.
-
Wegen
den damit einhergehenden Problemen sind die Lösungen gemäß dem Stand der Technik auf
dem Markt wenig verbreitet.
-
Ziel der Erfindung
-
Ein
erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anhängerkupplung
vorzuschlagen, die unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine
Verbindung von elektrischen Leitungen und Fluidleitungen automatisch
in Verbindung mit der mechanischen Verbindung ermöglicht.
-
Ein
zweites Ziel der Erfindung besteht darin, eine Kupplung vorzuschlagen,
die einfach und schnell zu handhaben ist.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Diese
Ziele werden bei einer Anhängerkupplung
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass das Kupplungsendstück einen
im Wesentlichen keilförmigen
Hauptabschnitt und das Kupplungsstück einen Aufnahmeraum aufweist,
welcher der Gestalt des Hauptabschnitts angepasst ist. Weiterhin
umfasst die Anhängerkupplung
getrennt voneinander betätigbare
Mittel, um Fluidleitungen sowie elektrische Leitungen des Fahrzeugs
und des Anhängers miteinander
zu verbinden, wobei diese Mittel derart angeordnet sind, dass sie
nur dann betätigbar
sind, um die Verbindung der elektrischen Leitungen und der Fluidleitungen über in geeigneter
Weise positionierte Löcher
in dem Aufnahmeraum bzw. in dem Hauptabschnitt des Kupplungsendstückes zu
bewirken, wenn das Kupplungsendstück durch den Verriegelungsmechanismus
in dem Kupplungsstück
mechanisch gesichert worden ist.
-
Erfindungsgemäß passt
das keilförmige Kupplungsendstück genau
in das Kupplungsstück. Die
Keilform stellt ein gleichzeitiges Ausrichten des Kupplungsendstückes mit
dem Kupplungsstück
in alle Richtungen sicher. Daher ist es nicht notwendig, das Kupplungsendstück zunächst in
seitlicher Richtung auszurichten und es sodann geradlinig in Richtung
des Kupplungsstückes
zu bewegen, wie es bei den oben beschriebenen, bekannten Kupplungen
der Fall ist. Mit keil förmig
sind auch andere Formen gemeint, die diese Eigenschaften aufweisen,
wie halboval, rhombisch, etc.
-
Nur
wenn das Kupplungsendstück
mittels des Verriegelungsmechanismus' in dem Kupplungsstück gesichert worden ist, sind
die Verbindungsmittel für
die elektrische Leitung und die Fluidleitung zur Sicherstellung
der Verbindung zwischen dem Anhänger
und dem Fahrzeug betätigbar.
-
Da
die Verbindung von elektrischer Energie und Pneumatik nach dem Fixieren
des Kupplungsendstückes
erfolgt, sind die Verbindungsmittel nicht den großen Kräften ausgesetzt,
die bei Bewegungen zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger auftreten,
bevor sie mechanisch gesichert worden sind.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel erste Verbindungsstücke, die
an dem Kupplungsstück
angeordnet sind und durch Löcher
in das Kupplungsendstück
einführbar
sind, um die Verbindung der Fluidleitungen und der elektrischen
Leitungen durch Zusammenwirken mit weiteren Verbindungsstücken sicherzustellen,
die in dem Kupplungsendstück
angeordnet und hinter diesen Löchern
positioniert sind.
-
Die
Verbindung der elektrischen Leitungen und der Fluidleitungen geschieht
folglich durch Löcher
in dem Kupplungsendstück,
das in diesem Fall einen Innenraum aufweist, in dem die zweiten
Verbindungsstücke
angeordnet sind. Die ersten Verbindungsstücke können männlichen Typs sein, wie stiftförmige elektrische
Kontakte der vorstehenden Fluiddüsen.
Sie können
derart angeordnet sein, das sie entlang ihrer Längsrichtung gegen das Kupplungsendstück verschiebbar
sind und Löcher
in demselben durchsetzen.
-
Dank
dieser Bauweise erfolgt die Verbindung durch eine Bewegung, bevorzugt
eine geradlinige Bewegung, welche leicht führbar und steuerbar ist. Ferner
lässt sich
auf einfache Weise sicherstellen, dass die Verbindungsstücke gut
geschützt
sind, da sie einerseits innerhalb des Kupplungsendstückes angeordnet,
andererseits beweglich sind und folglich in beliebige Schutzmittel
eingebracht werden können.
-
Es
versteht sich von selbst, dass die beweglichen und fest angeordneten
Verbindungsstücke umgekehrt
werden und wahlweise sowohl die Verbindungsstücke in dem Kupplungsstück als auch
in dem Kupplungsendstück
beweglich sein können.
-
Vorzugsweise
sind die Löcher
etwas größer als
die Querschnittsfläche
der Verbindungsstücke, wobei
sie ferner mit Abdeckmitteln versehen sein können, um die Gefahr eines Eindringens
von Schmutz und Feuchtigkeit durch die Löcher zu verringern.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Sensor vorgesehen, welcher in Verbindung mit
dem Verriegelungsmechanismus derart angeordnet ist, um zu erkennen,
ob die mechanische Verbindung gesichert ist, um dadurch eine zeitgesteuerte
Betätigung
der Verbindungsstücke
zu ermöglichen.
Dies macht es möglich,
die Verbindung von elektrischen Leitungen und Fluidleitungen automatisch
und in unmittelbarer Verbindung mit der mechanischen Verbindung
auszuführen,
wodurch der Bedarf an zwei Betätigungsvorgängen vermieden wird.
-
Das
Kupplungsendstück
kann derart ausgebildet sein, dass es nach Einführen in das Kupplungsstück mit dem
Kupplungsstück
entlang länglicher
Berührungsflächen in
Berührung
steht, die nur einen kleinen Teil der gesamten Umfangsfläche des
Kupplungsendstückes
einnehmen. Auf diese Weise wird die Be rührung mit dem Kupplungsstück minimiert, wodurch
das Risiko einer Verschmutzung und anderer für die mechanische Verbindung
hinderlicher Partikel vermindert wird.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Nachstehend
ist die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, die zur beispielhaften Veranschaulichung dienen,
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigen:
-
1 eine
schematische Draufsicht auf eine Kupplung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung in getrenntem Zustand;
-
2 eine
schematische Seitenansicht der Kupplung gemäß 1;
-
3 eine
perspektivische Ansicht eines Kupplungsendstückes sowie von Verbindungsstücken gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
-
4 eine
schematische Ansicht eines Details der 1.
-
Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
-
Die
in 1 und 2 dargestellte Anhängerkupplung 1 umfasst
ein Kupplungsstück 2,
das zum Verschrauben oder Anschweißen an eine hintere Zugstange
eines Zugfahrzeugs (nicht gezeigt) ausgebildet ist, und ein Kupplungsendstück 3,
welches einen Hauptabschnitt 4 und einen hinteren Abschnitt 5 aufweist
und welches über
ein Anschlussglied 6 in einer Zugstange 7 eines
Anhängers
(nicht gezeigt) angeordnet ist. Der hintere Abschnitt 5 des Kupplungsendstückes 3 ist
in dem Anschlussglied 6 um eine im Wesentlichen senkrechte
Achse A drehbar angeordnet, wobei das Kupplungsendstück 3 dadurch,
dass die gesamte Zugstange 7 schwenkbar an dem Anhänger angeordnet
ist, in einer beliebigen Lage positionierbar ist. Das Anschlussglied 6 kann von
an sich bekann ter Bauart sein. Das Kupplungsstück 3 weist ein Aufnahmemundstück 8 mit
einem Aufnahmeraum 9 auf, welcher zur Aufnahme des Kupplungsendstückes 3 ausgebildet
ist.
-
Der
Hauptabschnitt 4 des Kupplungsendstückes 3 ist in 3 genauer
dargestellt. Der Hauptabschnitt 4 ist keilförmig in
einer zur Drehachse A des Anschlussgliedes 6 senkrechten
Ebene, d.h. in einer horizontalen Ebene, ausgebildet. Mit keilförmig ist
in erster Linie eine im Wesentlichen dreieckige Form gemeint, wie
sie in den Figuren gezeigt ist, wobei darauf hingewiesen sei, dass
der Hauptabschnitt beispielsweise auch halboval sein oder eine komplexere Form
aufweisen kann. Der Hauptabschnitt gemäß 3 ist ferner
auch in einer vertikalen Ebene leicht keilförmig ausgebildet, was aus dem
Umstand hervorgeht, dass sich seine seitlichen Flächen 10 geringförmig in
Richtung des vorderen Endes 3a verjüngen.
-
Bei
dem in 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel weist der Hauptabschnitt 4 zwei äußere Profilelemente 10 auf,
welche winklig zueinander angeordnet sind und welche in einer ersten
und in einer zweiten Ebene durch zwei im Wesentlichen dreieckige
Oberflächen
miteinander verbunden sind. Die oberen und unteren Ränder 12a, 12b der
Profilelemente erstrecken sich etwas über und unter die Oberflächen 11 hinaus.
Der Hauptabschnitt 4 kann aus einem Stück gefertigt oder aus einer
Mehrzahl an miteinander verschweißten Teilen gebildet sein.
Der Hauptabschnitt 4 ist vorzugsweise zumindest teilweise
hohl ausgebildet. Das Kupplungsendstück 3 ist ferner mit
einem Verbindungsstück 14 in
Form einer Mehrzahl an Löchern 15a–c in einem
der Profilelemente 10 ausgestattet, an welches elektrische
Leitungen und Fluidleitungen 16, 17 angeschlossen
sind (siehe 4). Während bei einem gezeigten Ausführungsbeispiel
alle Löcher 15a–c des Verbindungsstückes 14 an
einer Seite des Hauptabschnit tes 4 des Kupplungsendstückes 3 angeordnet
sind, können
die Löcher
unter der Voraussetzung, dass das entsprechende Verbindungsstück in dem
Kupplungsstück entsprechend
angepasst ist, selbstverständlich
auch an sämtlichen
Seiten des Hauptabschnittes einschließlich der oberen und unteren
Seiten verteilt angeordnet sein.
-
Darüber hinaus
ist der Hauptabschnitt 4 mit einem Durchgangsloch 13 ausgebildet.
Das Loch kann wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen runden
Querschnitt aufweisen, wobei es sich vorzugsweise nach unten etwas
verjüngt.
Bevorzugt ist das Loch 13 innerhalb des Dreiecks 13 angeordnet,
das durch die Profilelemente 10 gebildet ist.
-
Wie
aus 1 und 2 ersichtlich, ist an dem Kupplungsstück 2 ein
Verriegelungsbolzen 20 entlang einer vertikalen Achse B
bewegbar angeordnet. Der Verriegelungsbolzen 20 ist vorzugsweise nach
innen in Richtung des Aufnahmeraums 9 federbelastet und – z.B. mittels
hydraulisch wirkenden Betätigungsmitteln
(nicht gezeigt) – von
dem Aufnahmeraum 9 fort beweglich. Die Form des Verriegelungsbolzens 20 ist
der des Lochs 13 in dem Kupplungsendstück 3 angepasst, wobei
sie sich beispielsweise etwas verjüngt.
-
Der
Verriegelungsbolzen 20 bildet gemeinsam mit dem Loch 13 einen
Verriegelungsmechanismus 22 zum Festlegen des Kupplungsendstückes 3 in
dem Kupplungsstück 2.
-
Ein
Sensor 23 steht mit dem Verriegelungsbolzen 20 in
Verbindung, um die Position des Verriegelungsbolzens 20 zu
erfassen. Der Sensor 23 kann beispielsweise von einem elektrischen
Schalter, der auf Verbindung geschaltet ist, wenn der Verriegelungsbolzen 20 eine
vorbestimmte Position einnimmt, von einem induktiven Umformer oder
von einem optischen Fühler
gebildet sein.
-
In
dem Aufnahmeraum 9 ist ein Mittel 24 angeordnet,
um festzustellen, ob das Kupplungsendstück 3 vollständig in
den Aufnahmeraum 9 eingeführt worden ist. Dieses Mittel
kann ein mechanischer Freigabearm oder ein optischer oder elektrischer Umformer
sein, beispielsweise ein induktiver Umformer, der ein Signal erzeugt,
wenn das Material des Kupplungsendstückes 3 mit dem induktiven
Umformer in Kontakt gebracht worden ist.
-
Wie
der 4 zu entnehmen ist, ist an dem Kupplungsstück 2 ein
Verbindungsstück 30 angeordnet,
welches mit Hilfe eines Betätigungsgliedes 31 in eine
Richtung C gegen ein Loch 34 in der Wand 35 des
Aufnahmeraums 9 beweglich ist. Das Verbindungsstück 30 ist
gemeinsam mit dem Verbindungsstück 14 in
dem Kupplungsendstück 3 von
dem Verbindungsmittel zum Koppeln der elektrischen Leitungen und
Fluidleitungen, wie elektrischen Kabeln 32 und Luftleitungen 33,
umfasst.
-
Das
Verbindungsstück 30 (das
in perspektivischer Ansicht in 3 gezeigt
ist) umfasst eine Mehrzahl an Kontaktstiften 36, die zum
Einführen
in entsprechende Löcher 15a in
dem Hauptabschnitt 4 des Kupplungsendstückes 3 ausgebildet
sind und mit hinter den Löchern 15a angeordneten
elektrischen Kontakten in Kontakt gebracht werden. Der Verbindungsstück 30 umfasst
ferner Kontakte 37, an welche die Luftleitungen 33 angeschlossen
sind. Die Kontakte 37 sind mit Dichtungen 38 versehen,
so dass die Kontakte 37 teilweise in Löcher gedrückt werden, wenn sie in das
Loch 15b in dem Kupplungsendstück 3 gedrückt werden,
während
die Dichtungen 38 zugleich das umliegende Material abdichten. Hinter
den Löchern 15b sind
die Luftleitungen 17 des Anhängers angeschlossen, wodurch
eine luftdichte Verbindung zwischen den Luftleitungen 17 und 33 erzielt
wird.
-
Der
Verbindungsstück 30 kann
auch mit einem leicht konisch ausgebildeten Führungsstift 39 versehen
sein, welcher zum Zusammenwirken mit einem Loch 15c in
dem Kupplungsendstück 3 ausgebildet
ist.
-
Die
Löcher 15a in
dem Kupplungsendstück 3 können insbesondere
mit einem Schutzmittel in Form einer nachgiebigen Platte (nicht
gezeigt), beispielsweise aus Gummi, abgedeckt sein, in welcher den Löchern 15a entsprechende Öffnungen
ausgebildet sind. Die Platte verhindert ein Eindringen von Schmutz
und Feuchtigkeit in die elektrischen Verbindungen, welche unterhalb
der Platte angeordnet sind, während
zugleich die starren Kontaktstifte 36 mit Hilfe des Betätigungsgliedes 31 durch
die Platte durchgeführt
werden können.
-
Im
folgenden ist die Funktionsweise der Anhängerkupplung beschrieben.
-
Das
Kupplungsendstück 3 wird
in den Aufnahmeraum 9 des Kupplungsstückes 2 eingeführt, wobei
die oberen und unteren Ränder 12a, 12b der Profilelemente 10 mit
den Innenwänden
des Aufnahmeraums 9 in Kontakt gebracht werden. Der Sensor 24 erfasst
den Anstoß des
vorderen Endes 3a des Kupplungsendstückes 3 an den Sensor 24,
wobei ein Absenken des Verriegelungsbolzens 20 durch das Loch 13 in
dem Kupplungsendstück 3 in
vorbekannter Weise bewirkt wird. Somit ist der Anhänger mechanisch
an dem Zugfahrzeug gesichert.
-
Der
Sensor 23 erfasst, dass der Verriegelungsbolzen 20 seine
abgesenkte Position eingenommen hat, und dem Betätigungsglied 31 wird
ein Signal gegeben, so dass es das Verbindungsstück 30 in Richtung
des in den Aufnahmeraum 9 eingeführten Kupplungsendstückes 3 bewegt.
Der Führungsstift 39 des
Verbindungsstückes 30 wird
in Kontakt mit dem Loch 15c bewegt, wodurch eine genaue
Ausrichtung des Verbindungsstückes 30 bezüglich dem Verbindungsstück 14 sichergestellt
ist. Anschließend werden
die Kontaktstifte 36 durch die Löcher 15a in das Kupplungsendstück 3 eingeführt und
auf der anderen Seite der Löcher
mit den entsprechenden elektrischen Kontakten 40 in Kontakt
gebracht, wodurch die elektrischen Leitungen 16, 32 miteinander
verbunden werden. Überdies
werden die Luftkontakte 37 des Verbindungsstückes 30 mit
den Löchern 15b in
Kontakt gebracht und bilden eine luftdichte Verbindung zwischen
den Luftleitungen 17 und 33.
-
Auf
diese Weise wird eine elektrische und beispielsweise pneumatische
Verbindung des Anhängers
erzielt.
-
Dem
Fachmann ist offensichtlich, dass die vorstehend beschriebene Ausführungsform
abänderbar
und variierbar ist, ohne von dem durch die Ansprüche bestimmten Erfindungsgedanken
abzuweichen. So kann das Kupplungsendstück 3 z.B. andersartig
ausgestaltet sein, solange es in geeigneter Weise durch Verkeilen
in einem Raum in dem Kupplungsstück 2 positionierbar
ist. Ferner können
die Verbindungsstücke
für elektrische
Leitungen und Fluidleitungen andersartig ausgestaltet sein, solange deren
Betrieb getrennt von der mechanischen Verbindung des Fahrzeugs und
des Anhängers
erfolgt.
-
Die
oben beschriebene Kupplung kann mit relativ einfachen Mitteln zum
Befestigen an einem solchen Drehkranz angepasst werden, wie er beim Verbinden
eines Anhängers
mit einem Zugfahrzeug verwendet wird. Der bedeutendste Unterschied
besteht darin, dass der Verriegelungsmechanismus nicht auf dieselbe
Weise angeordnet ist. Die Form und Verbindungsfunktion der Kupplung
bleiben jedoch unter Gewährleistung
derselben vorteilhaften Wirkungen im Wesentlichen unverändert.