DE8423990U1

DE8423990U1 - Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende

Info

Publication number: DE8423990U1
Application number: DE19848423990
Authority: DE
Original assignee: Smat-Fahrzeugtechnik 6325 Grebenau De GmbH
Current assignee: Smat-Fahrzeugtechnik 6325 Grebenau De GmbH
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1984-08-13
Publication date: 1987-03-05

Description

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SMAT-tfahrzeugtechnik GmbH BESCHREIBUNG ^{6325 Grebenai1}

Die Erfindung betrifft die Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende einer Anhänger-Zugvorrichtung, wobei die Kupplungskugel die Form einer Massiv-Kugelkalotte aufweist und die Ausnehmung in der Kupplungskugel zur Aufnahme des zapfenförmigen Zugstangenendes, rechtwinklig und mittig in der der Zugstange zugewandten Fläche der Kupplungskugel angeordnet ist.

Derartige Kupplungskugeln von Anhänger-Zugvorrichtungen stellen das Gegenstück zum Kupplungskopf dar, welcher Bestandteil einer Anhänger-Deichsel ist. Hierbei dient der Kupplungskopf als Kugelpfanne, welche die Kupplungskugel, die die Form einer Kugelkalotte aufweist, zu mehr als der Hälfte ihrer Oberfläche umfaßt.

Gebräuchlicher Stand der Technik war es bisher, solche Kupplungskugeln gemeinsam mit der Zugstange aus einem Werkstück mittels spanabhebender Fertigung herzustellen. Sämtliche, oder zumindest der überwiegende Teil der sich im Verkehr befindlichen Anhänger-Zugvorrichtungen, sind auf diese Weise hergestellt.

Es wurden aber auch andere Lösungen vorgeschlagen, wie dies die DE-PS 849 657 und 863 001 zeigen. In den Figuren dieser Schriften wird eine getrennt von der Zugstange hergestellte Massiv-Kugelkalotte gezeigt, welche, versehen mit einer ein- oder mehrstufigen Durchgangsbohrung, auf das zapfenförmige Zugstangenende aufgepreßt, das heißt, unlösbar mit diesem verbunden wurde, derart, daß die der 2!ugstange zugewandte Ringfläche der

Massiv-Kugelkalotte sich vollflächig auf eine Absatz-Ringfläche gleichen Innen- und AuQendurchmessers des zapfenförmigen Zugstangenendes aufsetzt und der sich durch den Absatz am zapfenförmigen Zugstangenende ergebende Endzapfen kleineren Durchmessers, innerhalb einer als Durchgangsbohrung ausgebildeten Ausnehmung angeordnet ist.

Dieser zuletzt genannte Lösungsvorschlag weist den entscheidenden Nachteil auf, daß die axiale Begrenzung zum Aufbringen der Kupplungskugel auf das zapfenförmige Zugstangenende außerhalb der als Massiv-Kugelkalotte ausgebildeten Kupplungskugel engeordnet ist, nämlich in Form einer Absatz-Ringfläche am zapfenförmigen Zugstangenende. Dies hat eine sprunghafte Querschnittsveränderung des zapfenförmigen Zugstangenendes zur Folge, was wiederum, bei radialer Beanspruchungsrichtung, ungünstige Spannungen im Bereich des Absatzes, das heißt, am Endzapfen kleineren Durchmessers, erzeugt.

Geht man weiter davon aus, daß der Durchmesserunterschied zwischen dem Endzapfen und dem übrigen zapfenförmigen Zugstangenende relativ groß sein muß, um beim Aufpressen der Kupplungskugel eine ausreichende axiale Begrenzung in Form einer Absatz- Ringfläche zu finden, und geht man weiter davon aus, daß die erlaubten Maximal-Dimensionierungen der DIN 74 058 einen bestimmten Maximal-Durchmesser des zapfenförmigen Zugstangenendes unmittelbar unterhalb der Kupplungskugel vorschreibt, bleibt letztlich für den Durchmesser des Endzapfens nur ein unzureichendes Maß übrig; welches den auftretenden Belastungen, auch bei Wahl eines Werkstoffes höherer Zug-, Scher- und Biegefestigkeit, nicht genügen kann.

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Ein weiterer Nachteil der vorgeschlagenen Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenformigen Zugstangenende gemäß der DE-PS 849 957 und 863 001 ist, daß die Passungspaarung zwischen dem gezeigten Endzapfen und der als Durchgangsbohrung vorgeschlagenen Ausnehmung der Kupplungskugel, ausschließlich eine Preßpassung ist. Hieraus ergibt sich in der Verbindung mit der Notwendigkeit, daß die der Zugstange zugewandte Ringfläche der Massiv-Kugelkalotte sich lückenlos auf die Absatz-Ringfläche des zapfenformigen Zugstangenendes aufsetzen muß, ein weiterer Nachteil, da bei nicht einwandfreier Montage, die Beanspruchungsart des Endzapfens noch ungünstiger ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung einer Kupplungskugel mi*", dem zapfenformigen Zugstangenende vorzuschlagen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, weitere Möglichkeiten von unlösbaren Verbindungen einer Kupplungskugel mit dem zapfenformigen Zugstangenende vorzuschlagen, ohne ausschließlich eine Preßpassungspaarung anzuwenden,

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß die axiale Begrenzung zum Aufbringen der Kupplungskugel auf das zapfenförmige Zugstangenende, durch die Stirnfläche und/oder mindestens eine Absatz-Ringfläche des zapfenformigen Zugstangenendes gegenüber der entsprechend

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ausgebildeten Ausnehmung der Kupplungskugel, innerhalb dieser Ausnehmung gebildet wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die axiale Begrenzung durch eine vollständige oder teilweise kegelige Paarung des zapfenförmigen Zugstangenendes mit der Ausnehmung der Kupplungskugel erreicht wird.

Weiter gestaltet sich die Erfindung dadurch vorteilhaft, daß die Passungspaarungen außer der Preßpassung, auch eine Spieloder Übergangspassung sein kann oder daß die unlösbare Verbindung mittels eines geeigneten Klebers oder Lotmaterials oder aushärtbaren Werkstoffen erreicht wird.

Eine weitere vorteilhafte Gestaltung der Erfindung wird dadurch erzielt, daß in Verbindung mit einer Spiel- oder Übergangs- oder Preßpassung, der Endbereich des zapfenförmigen Zugstangenendes so in dem Endbereich der Ausnehmung gestaucht oder gebördelt wird, daß eine unlösbare Verbindung sichergestellt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Endbereich des zapfenförmigen Zugstangenendes als federndes Zungenelement ausgebildet ist, welches bei der Montage in eine entsprechend ausgebildete Nut innerhalb der Ausnehmung der Kupplungskugel einschnappt oder daß das zapfenförmige Zugstangenende eine Umfangsnut aufweist, welche zusammen mit der Umfangsnut der Ausnehmung der Kupplungskugel, einen Ringkanal bildet, welcher einen Sprengring aufnimmt.

Legende

1 Kupplungskugel

2 Zugetanganende, zaplenlörmlges

3 Massiv-Kugelkolotte

4 Ausnehmung

5 Zugstange

G Begrenzung, axiale

7 Ötlrnflache

&thgr; Absatz-Ringfläche

9 Paarung, kegelige

10 Ausbildung, profilierte

11 Axialzahnproiil

12 Kandelung

13 Kerbung

14 Endbereich (zapfenförniiges Zugstangenende)

15 Endzapfen

16 Endbereich (des Hndzapfens)

17 Durcbgangsbohrung (der Ausnehmung)

18 Endbereich (der Ausnehmung)

19 Zungenelement, federndes

20 Bundkragen

21 Sackbohrung

22 Umfang

23 Schnitte

24 Rohrkörper

25 Hut

26 Umfangsnut (der Ausnehmung)

27 Umfangsnut (des zapfenfornlgen Zugstangenendes) 2ö Kingkanal

29 Sprengring

30 Endzapfen (des freien Teil)

31 Sicherung, axiale

32 Klemmring

33 Zackenring

34 Schrumpfring

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35 Sicherungsstift

36 Sackbohrung (zum Sicherungsstift)

37 Formen, hinterschneidende

38 Spalte

:iy Werkstoff masse, aushärtbare

40 Kleber

41 Lotmaterial

42 VerschlelBkappe

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Claims

Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende ANSPRÜCHE

1. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende einer Anhanger-Zugvorrichtung, wobei die Kupplungskugel die Form einer Massiv-Kugelkalotte aufweist und die Ausnehmung in der Kupplungskugel zur Aufnahme des zapfenförmigen Zugstangenendes, rechtwinklig und mittig in der der Zugstange zugewandten Flüche der Kupplungskugel angeordnet, ist, dadurch gekennzeichnet , dafi die Kupplungskugel (!) mit dem zapfenförmigen Zugstangenende <2> unlösbar verbunden ist, wobei dj.e axiale Begrenzung (6) zum Aufbringen der Kupplungskugel (D auf das zapfenförmige Zugstangenende (2), durch die Stirnfläche (7) und/oder mindestens eine Absatz-Kingfläche (8) des zapfenförmigen Zugstangenendes (2) gegenüber der entsprechend ausgebildeten Ausnehmung (4) der Kupplungskugel (1) innerhalb dieser Ausnehmung (4) gebildet wird und/oder die axiale Begrenzung (6) durch eine vollständige oder teilweise kegelige Paarung (9) des zapfenförmigen Zugstangenendes (2) mit der Ausnehmung (4) der Kupplungskugel (1) gebildet wird.

2. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstabgenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Preßpassung bilden, wobei die sich berührenden Flächen im wesentlichen glatt ausgebildet sind.

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3. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Preßpaaarung bilden, wobei zumindest eine der sich berührenden Flächen über ein Teil oder über die gesamte Länge ihrer Berührung, eine profilierte Ausbildung (10) aufweist, wie ein Axialzahnprofil (11) oder eine Rändelung (12) oder Kerbung (13).

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4. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, da lurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4) und das zapzenförmlge Zugstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Spiel- und Übergangs- oder Preßpassung bilden und das

zapfenförmige Zugstangenende (2) in seinem Endbereich (14) einen abgesetzten Endzapfen (15) kleineren Durchmessers aufweist, wobei sich die Kupplungskugel (1) mit ihrer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung (4) an der sich durch den Endzapfen (15) ergebenden axialen Begrenzung (6) abstützt, und der Endbereich (16) des Endzapfens (15) die als Durchgangsbohrung (17) ausgebildete Ausnehmung (4) de** Kupplungskugel (1) vorzugsweise in ihrer gesamten axialen Ausdehnung durchtritt, wobei weiter der Endbereich (18) der Ausnehmung (4) einen größeren Durchmesser als der

Endzapfen (15) aufweist und dieser in einem Endbereich (16)

innerhalb des Endbereichs (18) der Ausnehmung (4), gestaucht oder bei hohler Ausbildung des Endbereichs (16) des Endzapfens (15), dieser gebördelt wird.

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5. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmimg (4) und das zapfenfermlgs

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Zugstangenende (2) in zumindest einen Teil ihrer Passungspaarung eine Spiel- oder Übergangs- oder Preßpassung bilden und der Endbereich (14) des zapfenförmigen Zugstangenendes (2), vorzugsweise iBit einen abgesetzten Bndzapfen (15) versehen, als federndes Zungenelement (19) ausgebildet ist, derart, daß der Bndbereich (14) einen den restlichen Umfang (22) überragenden Bundkragen (20) aufweist und welter der Bndbereich (14) eine zentrale Sackbohrung (21) aufweist und weiter der Endbereich (14) in Querschnitt gesehen*, mehrere an seinen Umfang (22) gleichmaßig verteilte radial angeordnete Schnitte (23) aufweist, die den bedingt durch die Sackbohrung (21) erzeugten Rohrkörper (24), radial durchtreten und so axial sich ausdehnende, federnde Zungenelemente (19) bilden, und weiter der radial geteilte Bundkragen (20) sich in eine entsprechend ausgebildete But (25) federnd einsetzt, indem sich die federnden Zungenelemente (19) radial entspannen und weiter diese Hut (25) in der vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgebildeten Ausnehmung (4) der Kupplungskugel (1), im Endbereich (18) der Ausnehmung (4) angeordnet ist und die axiale Begrenzung (6) zum Aufbringen der Kupplungskugel (1) durch diese so gebildete Schnappverbindung gebildet wird, vorzugsweise gemeinsam mit einer Absatz-Kingfläche (8) des Endzapfens (15).

6. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zxgstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Spiel- oder Übergangs- oder PreBpassung bilden und die Ausnehmung (4) der Kupplungskugel (1) eine Umfangsnut (26) aufweist, die mit einer Umfangsnut (27) des eingebrachten zapfenförmigen Zugstangenendes (2) in der Endlage beider Teile zueinander übereinfällt, wobei der so gemeinsam gebildete Ringkanal (28) einen

Sprengring (29) aufninmit, der sich zu einem Teil seines vorzugsweise rechteckigen Querschnittes, in die Uxnfangsnut (26) der Ausnehmung (4) und die Umfangsnut (27) des zapfenförmigen Zugstangenendes (2), entspannt.
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7. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Spiel- oder Übergangs- oder PreSpassung bilden und die Ausnehmung (4) der Kupplungskugel (1) eine abgesetzte Durchgangsbohrung (17) aufweist und das zapfenförmige Zugstangenende (2) in seinem Endbereich (14) einen Endzapfen (15) geringeren Durchmessers aufweist, der sich in die entsprechend abgesetzt ausgebildete Durchgangsbohrung (17) der Ausnehmung (4) einpaßt, wobei der Endzapfen (15) mit seinem Endbereich (16) in einen wieder erweiterten Teil der Ausnehmung (4) hineinragt und dieser freie Teil des Endzapfens (15) eine axiale Sicherung (31), zum Beispiel in Form eines Klemmringes (32) oder Zackenringes (33) oder Schrumpfringes (34) aufweist.

8. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) in zumindest einem Teil ihrer Passungspaarung eine Spiel- oder übergang- oder Preßpassung bilden, wobei ein Sicherungsstift (35) die Kupplungskugel (1) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) vorzugsweise radial durchsetzt, wobei der Sicherungsstift (35) vorzugsweise in einer Sackbohrung (36) angeordnet ist.

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9. Verbindung einer Kupplungekugel mit dem zapfenförmigen Zugstange nende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) zumindest in einem oder mehreren Teilen zueinander ein gröBeres Passungsspiel aufweisen, welches mit einem geeigneten Kleber (40) aufgefüllt wird.

10. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Ausnehmung <4) und das zapfenförmige Zugstangenende (2) zumindest in einem oder mehreren Teilen zueinander ein größeres Passungsspiel aufweisen, welches nach an sich bekannten Verfahren mit Lotmaterial (41) aufgefüllt wird.

11. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Ausnehmung (4) und das zapfenförmige

Zugstangenende (2) zumindest in einem oder mehreren Teilen

zueinander ein gröBeres Spiel aufweisen und weiter beide Teile zueinander hinterschneidende Formen (37) aufweisen, die sich Jedoch beim Ineinanderfügen nich behindern und die so sich ergebende Spalte (38) mit einer geeigneten, zunächst fließfähigen, später aushärtenden Werkstoffmasse (39), ausgefüllt werden.

12. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach einem der Ansprüche 1,2,3,4,5,6,7 und 8, d a durch gekennzeichnet, daB die Kupplungskugel (1), soweit sie gegenüber dem zapfenförmigen Zugstangenende (2) eine Preßpassung aufweist, auf dieses aufgeschrumpft ist.

13. Verbindung einer Kupplungekugel nit den zapfenföraigen Zugstangenende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4) in der Kupplungskugel (1) mit den zapfenförmigen Zugstangenende (2) eine Gewindepaarung (40) bilden, die sich zumindest über einen Teil ihrer Gesamtpaarung erstreckt, wobei vorzugsweise die Gesamtpaarung eine Prefipaarung aufweist und die Kupplungskugel (1) aufgeschrumpft ist.

14. Verbindung einer Kupplungskugel mit dem zapfenförmigen Zugstangenende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (4), soweit diese als Durchgangsbohrung (17) ausgeführt ist, in ihrem freien Endbereich (18) ein Abdeckelement, vorzugsweise sine Verschlußkappe (42), aufweist.