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Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
Anhängerkupplungen mit in eine Kuppelöse des Anhängers beim Kuppeln selbsttätig
eintretendem Kuppelbo12en.
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Arbeitet der. Bolzen mit einer passenden Zylinderbohrung der Öse zusammen,
so ist die Lage der Mittelebene der Öse für das Kuppeln starr durch die Bolzenachse
festgelegt, so daß ein Kuppeln nicht möglich ist, wenn infolge Unebenheiten der
Fahrbahn, verschiedener Höhenlage des Motorwagens und des Anhängers u. dgl. die
iMittelebene der Öse schräg oder windschief zur Bolzenachse liegt. Treten diese
Unstimmigkeiten der gegenseitigen Lage beim Fahren auf, so sind Klemmungen, Verbiegungen
und Brüche die Folge.
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Die zur Abwendung dieses Übels verwendeten Gelenke für eine Bewegung
des Kupplungsmaules in senkrechter Ebene und um die Achse der Kupplungsgabel machen
die Kupplung verwickelt im Aufbau und teuer und beeinträchtigen die Betriebssicherheit.
Man zieht es daher vor, die Schwenkbarkeit der Mittelehene um den Kupplungsbolzen
nach allen Winkelrichtungen durch entsprechendes Spiel des Bolzens in der Osenöffnung
zu ermöglichen. Da hierbei jedoch Bolzen und Ösen nur in Punkt- oder Linienberührung
miteinander stehen, unterliegen :diese Teile starkem Verschleiß; außerdem entstehen
in ,der Kupplung bei Änderung der Fahrgeschwindigkeit starke Stöße, die nicht nur
zu einer schnellen Zerstörung der Kupplung führen, sondern sich auch auf das Rahmenwerk
der Wagen fortsetzen und auf alle Fahrzeugteile einschließlich des Motors schädlich
einwirken.
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Es ist versucht worden, diese Mängel dadurch zu beheben, daß der Kuppelbolzen
im Mittelteil ballig ausgeführt ist. Abgesehen davon, daß auch hier die Linienberührung
der zylindrischen Ösenbohrung mit der balligen Umfangsfläche des Bolzens nicht vermieden
ist, erweist es sich als schwierig und unter Umständen als unmöglich, das Kuppeln
oder Entkuppeln in einer ;Schräglage (der Öse durchzuführen, da hierbei ein Teil
der Wandung der zylindrischen Bohrung in der Bahn der balligen Fläche
des
Bolzens liegt. Dieser letztgenannte Mißsfand tritt auch, wenn auch in geringerem
Maße, bei ballig ausgeführten Kuppelbolzen auf, deren unterer Teil mit einem geringeren
Durchmesser ausgestattet ist.
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Der Vorschlag, an Stelle- der Kuppelöse eine mit der Anhängergabel
verbundene Kupplungskugel zu verwenden, welche durch bewegliche Kugelkalotten umfaßt
wird, konnte sich deshalb nicht einführen, weil diese Anordnung zu verwickelt im
Aufbau ist und in der Zuverlässigkeit dem ,Kuppelbolzen nachsteht.
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Nach der Erfindung werden alle :diese Nachteile der bekannten selbsttätigen
Kupplungen für Kraftfahrzeuge vermieden, indem in einer Kugelhohlfläche der Kuppelöse
ein mit einer passenden kugelförmigen Umfangsfläche versehener Kuppelring kugelgelenkartig
gelagert ist, in dessen zylindrische Mittelhohrung der glättgehaltene Kuppelbolzen
eintritt.
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Infolge dieser Maßnahme bleiben unter Wegfall von besonderen Vertikal-
und 'Drehgelenken und trotz der gegenseitigen Bewegungsmöglichkeit nach allen Winkelrichtungen
Kuppelbolzen und Kuppelöse in ständiger enger Flächenberührung miteinander, so daß
ein merkbarer Verschleiß in langen Zeiträumen,- Stöße sowie- Schwierigkeiten beim
Kuppeln oder Entkuppeln nicht auftreten.
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Um den Kuppelring trotz seiner Kugelbeweglichkeit beim Kuppeln in
der richtigen Lage zum Kuppelbolzen zu halten, ragt der Ring beiderseits über die
Breitflächen der Kuppelöse hinweg und liegt eng an den Wandungen des Kupplungsmaules
im Bereich des Kuppelbofzens an.
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Bei schräger Einführung der Kuppelöse wird der Kuppelring durch das
Zusammenwirken seiner äußeren Umfangsteile mit der Wandung des Kupplungsmaules in
die richtige Lage zum Kuppelholzen gebracht. Zu diesem Zweck weisen die äußeren
Zonen seiner Umfangsfläche eine solche Querschnittkrümmung auf, daß die Normalenrichtung
in jedem Oberflächenpunkt jenseits der Ringmittelebene der Öse die !Ringachse schneidet.
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Zur Vermeidung von Zwängungen liegen die Wandflächen des Kupplungsmaules
nur in dem hinteren Bolzenbereich parallel zueinander, nach vorn sind sie erst schwach
und dann stärker zueinander geneigt gehalten. Die oberen und unteren Schrägflächen
des Kupplungsmaules sind als Kegelflächen ausgebildet, die Seitenwandungen folgen
einer Kugelfläche.
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Der Kuppelring wird durch eine :geeignete Einrichtung mit seiner Mittelebene
federnd in der Mittelebene der Öse gehalten. Statt dessen genügt auch eine nachgiebige
Sperrung mittels Federbolzen, die im Kuppelring oder @in der Öse angeordnet sind
und mit einer Keilnut zusammen arbeiten. Die zylindrische Bohrung der Kuppelöse
ist an den Enden mit trichterartigen Erweiterungen versehen, welche mit dem konisch
ausgebildeten Ende des Kuppelbolzens zusammen arbeiten.
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Um den Kuppelring in die umschließende Kugelhohlfläche hineinbringen
zu können, bestehen verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise ist die Kugelhohlfläche
an ,gegenüberliegenden Stellen von ihrer Mittelebene aus nach einer Endfläche zu
entsprechend dem Querschnitt des Kuppelringes ausgeschnitten, so daß der mit seiner
Mittelebene senkrecht zur Mittelebene der Öse gestellte Kuppelring in die Öse eingesenkt
werden kann, bis sich der Mittelpunkt der Kugelhohlfläche mit dem Mittelpunkt seiner
Kugelfläche deckt. Ist dies geschehen, so kann er in die Kugelhohlfläche eingeschwenkt
werden.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Ansprüchen.
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In der Zeichnung ist ein :lusfülirungslreispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fi.g. t einen senkrechten Mittelschnitt durch die Kupplung, Fig.
2 eine Oberansicht der Ose mit Kuppelring, Fig. 3 einen Schnitt nach der ,Linie
111-11I der Fig. 1, Fig. d einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2, Flg.5
und 6 zwei abgeänderte Ausfiihrtin.gsformen der Kuppelöse.
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Der zylindrische Kuppelbolzen t ist in bekannter Weise in der oberen
und unteren \-\'andung 2, 3 des Kupplungsmaules .I sowie in einem auf die obere
Wandung aufgesetzten Rohrstück 3 senkrecht geführt. In einen Schlitz 6 des Bolzens
greift ein Stellarm 7, welcher mittels einer Welle 8 entgegen der Wirkung einer
Feder 9 in die strichpunktierte Lage geschwenkt werden kann und dabei den Kuppelholzen
i nach ollen in eine Stellung mitnimmt, in welcher er das Kupplungsmaul ,I vollkommen
freigibt. In dieser Freigabelage wird der Bolzen durch einen Stützhebel i i gehalten,
der sich unter 'Wirkung einer Feder 12 mit seinem oberen Ende unter einen Vorsprung
13 des-Stellarmes 7 legt, wobei der Stützhebel i i ein Stück in das Kupplungsmaul
eintritt. Beim Kuppeln wird der Stützhebel ii durch die Kuppelöse 14 zurückgedrängt,
so daß der Kuppelbolzen i ausgelöst wird und unter der Wirkung der Feder 9 in seine
Kuppellage zurückgehen kann.
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Die Kuppelöse 1.4, die in bekannter \\'eise mit ihrem Schaftteil 15
an dem dreieckigen, um eine waagerechte Achse schwenkbaren Rahmen des Anhängers
befestigt wird, arbeitet nicht unmittelbar, sondern unter Vermittlung eines Kuppelringes
16 mit dein Kuppelbolzen i zusammen. Der Kuppelring 16 ist auf einem Teil seiner
Umfangsfläche, der sich etwa zwischen ,den Umfangslinien 17 erstreckt, mit einer
Kugelfläche 20 versehen, deren Mittelpunkt 18 in der Achse i9 seiner .den Bolzen
i umfassenden zylindrischen Bohrung 21 liegt.
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Die Kuppelöse 14 weist eine entsprechende Kugelhohlfläche 22 auf.
so daß sie kugelgelenkartig mit dem Ring 16 und dem Kuppelholzen i verbunden ist.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann die Kuppelöse bei entsprechender
Gestaltung der Innenwandflächen des Kupplungsmaules beliebige Bewegungen in alle
Winkelrichtungen gegenüber
(lern Kuppelbolzen i unter Beibehaltung
der Flächenberührung ausführen, so ,daß irgendwelche zusätzliche Quer- oder Axialgelenke,
mit welchen die Kupplung oder der Kuppelbolzen an den MotorNvagen angeschlossen
ist, überflüssig sind.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Bewegungsmöglichkeit
der Mittelebene 23 der Kuppelöse von der Mittelebene 24 des Kupplungsinaules nach
allen Winkelrichtungen um 15° vorgesehen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Innenwandflächen
des Kupplungsmaules sowie der Maßverhältnisse der Kupplungsöse und des Kuppelringes
läßt sich ein wesentlich höherer allseitiger Ausschwenkwinkel, z. B. ein solcher
von 30°, erzielen.
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Um den Kuppelring 16 beim Einführen der Kuppelöse in die richtige
Lage gegenüber dem Kuppelbolzen i zu bringen, sind folgende Einrichtungen getroffen.
Der Querschnitt des Kuppelringes 16 verläuft von den Linien 17 ab nach außen nicht
mehr nach einem Kreis um den Mittelpunkt 18, sondern mit einer abgeplatteten Querschnittskriimmung
30, und zwar so, daß die Normalenrichtung jedes Oberflächenpunktes jenseits der
Ringmittelehene die Ringachse i9 schneidet, wie in pig. i durch die Normale 25 dargestellt.
Hierdurch wird erreicht, daß beim Anstoßen des aus der Öse herausragenden Ringteiles
an die Wandung der Kuppelöse dieser Ringteil in die Öse eingedrückt wird und sich
die Ringöse nicht quer stellen und in (las Kupplungsmaul einklemmen kann.
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Außerdem ist eine besondere Einrichtung geschaffen, um den Kuppelring
beim Einführen der Kuppelöse mit seiner Mittelebene in der Mittelebene der Öse zu
halten. Dies -kann durch irgendeine bekannte Mittelfederung geschehen. Vorzugsweise
wird jedoch zu diesem Zweck eine einfache nachgiebige Sperrung in Gestalt von einem
oder -zwei Federbolzen 26 (Fig. 2 und 4) verwendet, welche in Bohrungen 27 der Öse
eingesetzt sind und durch ihre nach innen ragende Kegelspitze 28 mit einer Keilnut
29 zusammen arbeiten, welche in der Mittelebene des Kuppelringes 16 liegt. Statt
dessen können die Federbolzen 26 auch in dem Kuppelring 16 angeordnet sein. Befindet
sich der Kuppelring vor dem Einführen der Kuppelöse in (las Kupplungsmaul in einer
wesentlich von seiner Mittellage abweichenden Stellung gegenüber der Ose, so wird
er von Hand oder durch ein geeignetes Werkzeug in seine Mittellage gedreht, so daß
die Federbolzen 26 in die Keilnut 2g einschnappen und er während des ersten Teiles
des Einführens nachgiebig in seiner Mittellage gehalten bleibt.
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Zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Federbolzen 26 sind erforderlich,
um den Kuppelring in seiner Mittellage nachgiebig festzustellen. Ist die Feder des
Federbolzens genügend stark, um einen ausreichenden Reibungshalt zu erzeugen, so
genügt auch ein Federbolzen, auch ist in diesem Falle die Keilnut 29 nicht unbedingt
nötig.
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An den Enden bildet der Kuppelring schmale ringförmige Paßflächen
31, die in trichterartige Erweiterungen 32 übergehen. Letztere arbeiten mit einer
an, sich bekannten konischen Ausbildung 313 des Bolzenendes zusammen, so daß der
Ring 16 beinicht genauer Kupplungslage durch das Niedergehen des Bolzens in seine
richtige Kupplungslage ausgerichtet wird. Der Kuppelbolzen i sowie die Öffnung 21
des :Kuppelringes können statt zylindrisch auch schwach konisch ausgebildet sein.
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Wie aus Fig. i ersichtlich, tritt die obere und untere Wandung des
Kupplungsmaules mit zueinander parallel gerichteten Teilen 3.4 an die Paßflächen
31 heran, jedoch nur. im hinteren Bolzenbereich. Die nach vorn anschließenden oberen
und unteren Waadteide 35 ;sind schwach zueinander geneigt gehalten. Weiter nach
vorn folgen Wandflächen 36, welche entsprechend -dem größten Winkelausschlag der
Kupplungsöse, hier 150, gegenüber der Mittelebene 24 des Kupplungsmaules geneigt
sind. Zweckmäßig erhält die untere Wandung im äußeren Teil 37 noch eine erhöhte
Neigung.
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Um im hinteren Teil des Kupplungsmaules genügend Platz für die Kuppelöse
zu schaffen, sind die betreffenden Wandungsteile 38, soweit es die Querschnittsform
der Öse erfordert, unterschnitten ausgebildet. Die Flächen 36 und 318 sind
als Kegelflächen ausgebildet (Fig.3), und die Seitenwände 39 und die Rückwand 4o
des Kupplungsmaules folgen einer Kugelfläche mit dem Punkt i8 als Mittelpunkt, so
daß bei Einführung der @Kuppelöse in jeder beliebigen Winkellage der Mittelpunkt
des Kuppelringes auf die Achse i9 des Kuppelbolzens ausgerichtet wird.
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Wird die Kuppelöse 14 in Richtung der Mittelebene 24 des Kupplungsmaules
eingeführt, so wird der Kuppelring 16, falls er sich nicht in seiner Mittellage
befindet, durch Anstoßen seiner äußeren Umfangsflächenteile 30 bzw. der Paßflächen
31, mehr nach der Mittellage zu gedrückt und gelangt im Zusammenarbeiten mit den
schwach geneigten Flächen 35 genau mit seiner Mittelebene in die Mittelebene z4
des Kupplungsmaules in dem Zeitpunkte, in welchem der Kuppelbolzen i ausgelöst wird.
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Wird die Kuppelöse in einer beliebigen Schrägrichtung in das Kupplungsmaul
eingeführt, so findet die Ausrichtung des Kuppelringes in entsprechender Weise statt.
Gleitet dabei der Kuppelring auf der untern oder oberen Wandfläche unter Druck,
so nimmt seine Mittelebene jeweils die Richtung des Wandteiles an, an dem er anliegt,
so daß er auch in diesem Falle in seine richtige Endstellung gelangt.
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Eine besondere Schwierigkeit der Anordnung liegt darin, den Kuppelring
16 in die umschließende Kugelhohlfläche 22 zu bringen, ohne daß durch die hierzu
erforderlichen Einrichtungen die Kuppelöse zu stark geschwächt wird. Eine praktische
Mög-
lichkeit besteht darin, daß die Kuppelöse in einer senkrechten Mittelebene
41 (Fig. 2) geteilt ist und die beiden Teile nach dem Einsetzen des Kuppelringes
16 durch Widerstands- oder Stumpfschweißung miteinander verbunden werden.
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Ferner kann man nach Art der Fig. 5 die eine
Hälfte
der Kugelfläche 22 an einem Einsatzstück 42 anordnen, das nach dem Einsetzen des
Kuppelringes längs einer Schweißnaht 43 befestigt wird.
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Bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 ist die Kugelfläche der Öse
14 aui der einen Hälfte von ihrer Mittelebene ab mit Ausschnitten 44 versehen, und
der Kuppelring hat entsprechende Ausnehmungen 45 an seinem Umfang, so daß er in
Richtung seiner Achse in die Öse bajonettartig eingesetzt «-erden kann.
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Für das Einsetzen des Kuppelringes wird die in Fig. 2 und 3 dargestellte
Einrichtung bevorzugt benutzt, bei welcher die Kugelfläche des Kuppelringes vollkommen
und die Kugelhohlfläche 22 der Öse zum größten Teil unverletzt bleiben. Die Kugelhohlfläche
weist dabei an gegenüberliegenden Stellen bis zur Mittelebene reichende Einschnitte
46 auf, deren Form der Querschnittskrümmung des Kuppelringes entspricht. Diese Einschnitte
befinden sich in Richtung der senkrechten Mittelebene .41 (Fig.2), wo die gegenseitige
Beanspruchung der Kupplungsflächen am geringsten ist. Infolge dieser Einschnitte
kann der Kuppelring 16 mit senkrecht gestellter Mittelebene in der in Fig.3 strichpunktiert
dargestellten Weise senkrecht in die Kugelhohlfläche 22 eingesenkt werden, bis sich
sein Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt 18 der Kugelhohlfläche 22 deckt. Alsdann kann
er kugelgelenkmäßig mit seiner Mittelebene in die Mittelebene der Öse eingeschwenkt
werden. Um ein unabsichtliches Heraustreten des Kuppelringes aus der Kuppelöse durch
die Einschnitte 46 zu verhindern, werden nach dem Einbringen des Ringes Deckbleche
4,7 eingesetzt, welche die Öffnungen der Einschnitte 46 verdecken. Die Befestigung
kann durch Schrauben 48 oder durch Anschweißen erfolgen.