EP4323210A1 - Kugelkopfkupplung für ein zugfahrzeug eines fahrzeugverbundes - Google Patents

Kugelkopfkupplung für ein zugfahrzeug eines fahrzeugverbundes

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Publication number
EP4323210A1
EP4323210A1 EP22721665.2A EP22721665A EP4323210A1 EP 4323210 A1 EP4323210 A1 EP 4323210A1 EP 22721665 A EP22721665 A EP 22721665A EP 4323210 A1 EP4323210 A1 EP 4323210A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ball head
wear
detection means
head coupling
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22721665.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Rühlicke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ruehlicke GmbH
Original Assignee
Ruehlicke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruehlicke GmbH filed Critical Ruehlicke GmbH
Publication of EP4323210A1 publication Critical patent/EP4323210A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/58—Auxiliary devices
    • B60D1/62—Auxiliary devices involving supply lines, electric circuits, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/01—Traction couplings or hitches characterised by their type
    • B60D1/06—Ball-and-socket hitches, e.g. constructional details, auxiliary devices, their arrangement on the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a ball head coupling for a towing vehicle of a vehicle combination according to the preamble of patent claim 1, a towing vehicle with such a ball head coupling according to patent claim 13 and a vehicle combination with such a towing vehicle according to patent claim 14.
  • Such towing vehicles can be, for example, a passenger car, a truck, a bus, a construction machine, a forestry or agricultural vehicle, a military vehicle or another land vehicle, in particular another road vehicle or off-road vehicle.
  • Such towing vehicles can be moved or drive by means of their own drive, i.e. they can be vehicles with their own drive.
  • a towing vehicle can move at least one trailer with it as a vehicle without its own drive or pull it behind it.
  • a trailer is usually used to transport loads and can be, for example, a car trailer, a truck trailer, a caravan, a horse trailer, a boat trailer and the like.
  • Trailers have at least one wheeled axle and often at least two wheeled axles.
  • Trailers can also be designed for private, sporting and commercial use, for example in freight forwarding, in the construction industry, in agriculture and the like.
  • Towing vehicle and trailer can also be referred to together as a vehicle combination.
  • the towing vehicle can also be referred to as the front vehicle in the towing, driving or moving direction and the trailer can also be referred to as the rear vehicle in the towing, driving or moving direction of the vehicle combination.
  • a detachable connection between the towing vehicle and the trailer is usually implemented using a so-called hitch for hitching the trailer to the towing vehicle, which is designed as a system in at least two parts and has a coupling device on the towing vehicle and on the trailer, which are held there and are detachably connected to one another be able.
  • Several trailers can also be detachably connected to one another in this way.
  • trailer couplings such as bolt couplings and jaw couplings or bolt coupling systems and jaw coupling systems, in which a shaft or a drawbar extends from the trailer to the towing vehicle and has an eyelet at the end as a through opening in the vertical direction, which also can be referred to as a towing eyelet or as a coupling eyelet.
  • the shaft is designed, for example, as a flange and is fixedly attached to the frame of the trailer by means of screws.
  • the end of the shaft facing away from the towing eye can alternatively also be designed to be screwed into a towing eye bearing of the frame of the trailer.
  • ball head couplings or ball head coupling systems are known in which the above-described vertical passage opening of the towing eye is closed at the top by a spherical cap, i.e. by a spherical segment.
  • the towing eye of the trailer drawbar can be placed or lowered from above with its spherical cap onto a ball head, which is fixedly arranged on the towing vehicle.
  • a certain amount of play is required in order to be able to place the spherical cap of the trailer drawbar on the ball head of the towing vehicle at all. In this case too, this play leads to abrasion or wear on the inside of the spherical cap of the trailer drawbar and on the outside of the ball head of the towing vehicle, with the effects and disadvantages described above.
  • the disadvantage here is that the assessment of permissible or impermissible wear of the ball head of the ball head coupling is left to the person concerned and there is therefore a certain degree of uncertainty in that the assessment can also depend on the attentiveness and/or experience of the person. This can lead to an impermissibly severely worn ball head of the ball head coupling continuing to be used, which can endanger the traffic safety of the vehicle combination. This can also lead to a ball head of the ball head coupling that can still be used being replaced prematurely, which can cause additional effort, additional costs and/or an unnecessary breakdown of the towing vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a ball head coupling for a towing vehicle of a vehicle combination of the type described above, so that checking the wear of the ball head of the ball head coupling can be simplified and/or improved.
  • the wear of the ball head of the ball head coupling should be able to be monitored more regularly than before and in particular even continuously. In particular, this should be able to take place as simply, reliably, space-savingly, independently of persons and/or automatically as possible. In any case, this should in particular improve or increase the traffic safety of the vehicle combination.
  • At least an alternative to known options for checking the wear of the ball head of a ball head coupling should be created.
  • the object is achieved according to the invention by a ball head coupling with the features of patent claim 1, by a towing vehicle with the features of patent claim 13 and by a vehicle combination with the features of patent claim 14.
  • Advantageous developments are described in the dependent claims.
  • the present invention thus relates to a ball head coupling for a towing vehicle of a vehicle combination with a ball head which extends along a longitudinal axis.
  • the ball head is a spherical, rotationally symmetrical and usually metallic projection, which extends vertically upwards from the upper end of a corresponding, usually curved or angled bracket in the vertical direction.
  • the holder is permanently attached to the frame of the auxiliary vehicle, for example by screws or by welding.
  • the longitudinal axis of the ball head as its axis of rotational symmetry coincides with the axis of the vertical direction in Cartesian coordinates, ie with the direction of gravity, which extends perpendicularly to the horizontal plane when used on a vehicle.
  • the ball head coupling according to the invention is characterized by at least one wear detection means, which is arranged perpendicular to the longitudinal axis in the ball head such that wear of the ball head perpendicular to the longitudinal axis can be detected optically and/or by sensors.
  • a wear detection means is arranged within the contour or within the material of the ball head in such a way that both the material of the ball head and the material of the wear detection means are affected by the abrasion or wear that occurs on the part of the ball head during operation, as described above , be reduced in their radial extent.
  • the at least one wear detection means can be arranged exactly radially or perpendicularly to the longitudinal axis or at least obliquely to the longitudinal axis in the ball head so that the abrasion or wear can also reduce the wear detection means from the outside.
  • the present invention is based on the finding that by designing part of the ball head as or with a wear detection means, the degree of abrasion or wear of the ball head at this point can be made optically recognizable from the outside and/or can be detected by sensors.
  • the state of the wear detection means can be recognized or monitored in this way more easily than was previously possible through regular manual checks of the ball head itself, as described above. This can reduce the effort and thus also the costs of checking the degree of wear on the ball head.
  • This can also increase the reliability of the result of the check, which on the one hand increases the road safety of the vehicle combination and on the other hand can avoid premature or unnecessary replacement of a ball head or a ball head coupling that can still be used.
  • arranging the wear detection means within the ball head can keep the implementation effort and in particular the installation space required for this low.
  • a continuous or much more regular control or monitoring of the Degree of wear of the ball head than previously known, which can increase the road safety of the vehicle network and the duration of use of a ball head.
  • the wear detection means is preferably arranged in at least one horizontal cavity of the ball head, the wear detection means having at least one first wear element of a first color which is arranged between the outer edge of the horizontal cavity and a wear limit.
  • the first color of the wearing element differs significantly from the color of the material of the ball head itself.
  • at least one colored wearing element in particular made of a colored plastic, can be used as a wear detection means, which can be introduced into a corresponding cavity of the ball head and to the outside ends with the contour or with the surface of the ball head and can be visually recognized by a person. If the colored wearing element has not yet been completely worn down, the person can visually recognize the colored wearing element and from this it can be concluded that the ball head is subject to permissible wear.
  • the person can conclude from this that the colored wearing element has been completely worn down and the limit of permissible wear of the ball head has therefore been reached or exceeded.
  • This can represent a particularly simple implementation of the present invention, which can allow a person to regularly visually check the wear of the ball head.
  • the driver of a strange or unknown towing vehicle who is to couple a trailer to a ball head coupling of the towing vehicle according to the invention can easily and quickly visually check the state of wear of the ball head of the towing vehicle ball head coupling. This can increase the driver's confidence in using the unfamiliar or unfamiliar towing vehicle.
  • the wear detection means can also have at least two differently colored wear elements, which are arranged radially one behind the other in order to increase the informative value, as will be described in more detail below.
  • the wear detection means can enable electronic monitoring of the state of wear or the wear limit of the ball head, as will be described in more detail below.
  • the wear detection means can be arranged in the horizontal plane or viewed in cross section of the ball head at a point at which particularly significant abrasion or wear usually occurs or at which an impermissibly high level of wear is usually expected to be reached first. This can correspondingly increase the informative value of the wear detection means.
  • several identical or different wear detection means can also be used in order to be able to carry out the wear monitoring described above at a correspondingly large number of points on the ball head. In this way, in particular, a number of points, which are usually subject to significant wear, can be monitored for wear at the same time, as described above.
  • At least one sensory wear detection means can be used at a point on the ball head which is difficult or impossible to detect optically for the person or for the driver.
  • At least one optical wear detection means can be used at a point on the ball head which the person or the driver can easily or easily detect optically.
  • the wear detection means is arranged in at least one horizontal cavity of the ball head, the wear detection means having at least one first wear element of a first color, which is arranged between the outer edge of the horizontal cavity and a wear limit, and at least one second wear element of a second, different color has, which is located within the wear limit.
  • the first color of the first wear element can be recognized by the person or the driver and a conclusion can be drawn as to permissible wear of the ball head. If the person or the driver visually recognizes the second color of the second wearing element, this can lead to the conclusion that the ball head is wearing unacceptably.
  • the wear detection means has at least one lamp, which is arranged within the horizontal cavity and/or within a vertical cavity of the ball head and is designed to transilluminate the first wear element through the second wear element.
  • the light source can be implemented in particular as an LED.
  • the lamp can be operated permanently or continuously in order to be able to check the state of wear of the ball head at any time. Furthermore, a corresponding effort to switch the lamp on and off or to have to provide corresponding electrical options such as an externally accessible switch on the ball head coupling or in the immediate vicinity of this on the frame of the towing vehicle can be avoided.
  • the materials of the first and second wearing element can be colored accordingly and translucent, so that the materials of the first and second wearing element can be illuminated radially from the inside or "from behind" and the light in the color of the last X-rayed wear element exits to the outside.
  • the previously described aspect of the two-colored wear detection means can be further improved in terms of its recognisability or its ability to provide information for the person or for the driver, since the color can be visually perceived better due to the glow. It can do this make it easier or possible for the person or the driver, particularly in the dark, in poor visibility conditions and/or when the surface of the ball head is dirty, to visually recognize the wear detection means itself and in particular its color.
  • providing the ball head or the ball head coupling with a vertical cavity can create sufficient installation space within the ball head or within the ball head coupling in order to arrange the at least one lamp and in particular several lamps there.
  • a weakening of the ball head or its holder can be sufficiently avoided by a correspondingly small vertical cavity, so that the ball head coupling can perform its force-transmitting function without restriction.
  • the wear detection means has at least one electrical energy store, preferably within a vertical cavity, which is designed to supply electricity to at least the lighting means, preferably also a detection unit and/or a wireless communication unit.
  • electrical energy can be supplied to the light source and possibly several or all of the light sources directly from the ball head or from the ball head coupling itself, so that an electrically conductive connection to the electrical power supply from outside the ball head or the ball head coupling can be dispensed with. This can eliminate the hassle of using at least one Keep the light source as low as described above.
  • the wear detection means is arranged in at least one horizontal cavity of the ball head, the wear detection means having at least one first wear element, which is arranged between the outer edge of the horizontal cavity and a wear limit, and at least one second wear element, which is arranged within the wear limit at least one electrically conductive element of an electrical circuit is arranged at the wear limit in such a way that the electrically conductive element is severed by the wear of the ball head when the wear reaches the wear limit, wherein the wear detection means, preferably within a vertical cavity, has a detection unit , which is designed to monitor the electrical conductivity of the electrically conductive element and, preferably when cutting through the electrically conductive element to output corresponding information.
  • the two wear elements can be the previously described two single-colored first and second wear elements or two wear elements of any desired same color.
  • This aspect of the invention is based on the finding that, in addition to or as an alternative to the previously described optical options for monitoring wear and tear by the person or by the motorist, a sensory option for monitoring can also be created.
  • an electrically conductive element such as an electrical conductor or an electrical conductor loop can be guided precisely up to the wear limit of a permissible wear of the ball head at this point, which can take place in particular within the second wear element as a plastic part, for example, which at the same time can be first wear element can be covered or protected as a plastic part, for example, to the outside.
  • the first, outer wear element is abraded or worn out together with the ball head until the wear limit is reached.
  • the electrically conductive element is also subject to abrasion or wear, which acts on the ball head from the outside.
  • the electrically conductive element is rubbed off in such a way that it is severed, so that the electrically conductive element no longer transmits an electrical current or does not electrical voltage can be applied more over the electrically conductive element, which can be detected by the detection unit. The detection unit can thus automatically conclude that the wear limit has been reached.
  • Corresponding information can be output from the detection unit to the outside. If several wear detection means are used, the information from the detection unit can also contain information which contains the identification of the respective worn or severed electrically conductive element or its detection unit, so that the location of the permissible wear that has been reached or exceeded can be identified.
  • corresponding information can be output by means of a wireless communication unit, which can transmit at least data or information wirelessly to the outside of the ball head or the ball head coupling and can preferably also receive data and information from the outside. This can be done automatically by the detection unit immediately when the wear limit is reached, so that the person or the driver can react to this immediately.
  • This information can be output by the detection unit continuously or regularly, in order to ensure that this information reaches the person or the motorist.
  • the output of this information by the detection unit can optionally be terminated by an acknowledgment of receipt by the person or the driver in order to save electrical energy by the detection unit.
  • the output of this information on the part of the detection unit can, if necessary, additionally or alternatively only take place in the event of a query or in response to a request from outside, as will be described in more detail below.
  • the detection unit can output this information to the person or the driver in such a way that this information is sent wirelessly to an electronic receiving device such as a mobile terminal device, for example in the form of a smartphone, a tablet or the like of the person or the driver is sent. Additionally or alternatively, this information can also be sent wirelessly by the detection unit to an electronic receiver of the towing vehicle, received and processed there and output or displayed to the driver via an output element such as in particular a display element of the towing vehicle. In this case, this information can optionally be forwarded wirelessly by the towing vehicle or its control unit to a fleet management system in order to be able to take into account and plan the replacement of the worn ball head there.
  • an electronic receiving device such as a mobile terminal device, for example in the form of a smartphone, a tablet or the like of the person or the driver is sent.
  • this information can also be sent wirelessly by the detection unit to an electronic receiver of the towing vehicle, received and processed there and output or displayed to the driver via an output element such as in particular a display
  • the wear detection means preferably within a vertical cavity, has at least one wireless communication unit, preferably a wireless transmission unit, which is designed to transmit at least one piece of information from the Send detection unit wirelessly to the outside of the ball head.
  • the wireless communication unit is designed to be prompted wirelessly from outside the ball head to transmit information from the detection unit.
  • the wirelessly transmitted information from the detection unit contains the state of the electrically conductive element and/or information derived from the state of the electrically conductive element.
  • the state of the electrically conductive element can be distinguished at least as to whether the electrically conductive element is severed or not.
  • Information derived from this on the part of the detection unit can be that the corresponding wear limit is recognized as having been reached or not yet reached.
  • the latter conclusion can also be made where the wirelessly transmitted information from the detection unit is received and further processed, which can simplify the implementation of the detection unit and thus save electrical energy, costs and/or installation space there.
  • the wear detection means preferably at least one first wear element and one second wear element, is arranged at least twice in the ball head, preferably opposite one another diametrically to the longitudinal axis. This can increase the number of locations on the ball head that can be monitored for wear as previously described.
  • the two wear detection means diametrically opposite each other to the longitudinal axis, i. H. 180° offset from one another in the plane of the cross section can make it possible to monitor the wear as evenly distributed as possible.
  • the wear detection means preferably at least a first wear element and a second wear element, is arranged in at least two pairs, preferably as a pair diametrically opposite one another to the longitudinal axis and particularly preferably in pairs offset at right angles to one another, in the ball head.
  • the total of four wearing elements can be arranged in one plane of the cross section, in particular offset by 90° to one another.
  • the uniformity of the monitoring of the ball head of the ball head coupling for wear can be further increased.
  • the detection unit is designed to monitor the electrical conductivity of all electrically conductive elements and, preferably when at least one of the electrically conductive elements is severed, to output corresponding information.
  • the effort involved in using a plurality of detection units can be avoided, with one detection unit being designed to be able to monitor all electrically conductive elements at the same time. At the same time, this can reduce the electrical energy consumption and/or the installation space required.
  • the wirelessly transmitted information from the detection unit also contains an identification of the severed electrically conductive element. This can enable the individual electrically conductive elements to be distinguished even when using a single detection unit.
  • the invention also relates to a towing vehicle with a ball head coupling as described above.
  • a ball head coupling according to the invention can be implemented in a towing vehicle and used there.
  • the invention also relates to a combination of vehicles with a towing vehicle as described above.
  • a combination of vehicles can be created in order to implement and use the previously described aspects of a ball head coupling according to the invention in its towing vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic side view, partly in section, of a ball head coupling according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic side view, partly in section, of a ball head coupling according to the invention according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic side view, partly in section, of a ball head coupling according to the invention according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a cross section through the ball head of the ball head coupling according to the first embodiment of FIG.
  • a longitudinal axis X extends.
  • a radial direction R extends perpendicularly to the longitudinal axis X away from the longitudinal axis X.
  • a circumferential direction U extends perpendicular to the radial direction R and around the longitudinal axis X.
  • the longitudinal axis X runs in a vertical direction Z in Cartesian coordinates, which can also be referred to as the height Z.
  • FIG. 1 shows a schematic side view, partially in section, of a ball head coupling 1 according to the invention according to a first exemplary embodiment.
  • the ball head coupling 1 has a ball head 11 which is metallic in one piece, ie integral, and rotationally symmetrical to the Longitudinal axis X formed.
  • the ball head 11 forms, in the vertical direction Z, the upper end of a holder 10 of the ball head coupling 1, with which the ball head 11 is also designed in one piece of metal.
  • the holder 10, which can also be referred to as the connecting section 10 of the ball head coupling 1, is bent at right angles and is arranged fixedly with the end opposite the ball head 11 on a frame of a towing vehicle (not shown).
  • the ball head 11 is used to connect to a corresponding spherical cap of a trailer (not shown).
  • the ball head 11 When the trailer is coupled to the towing vehicle, the ball head 11 is received by its spherical cap and is completely enclosed both in the circumferential direction U and in the vertical direction Z from above.
  • this can lead to abrasion or wear of the cylindrical outer surface of the ball head 11 and in particular its central area in the vertical direction Z, which over time reduces the cross section or the material thickness of the ball head 11 can weaken in such a way that reliable power transmission between the trailer and the towing vehicle via the ball head 11 of the ball head coupling 1 can no longer be guaranteed.
  • the wear of the ball head coupling 1 in the area of the ball head 11 according to the first exemplary embodiment in FIGS. 1 and 4 can be checked or monitored by a person, for example the driver of the towing vehicle, more easily, quickly and/or more frequently than was previously known.
  • a continuous horizontal cavity 13 is present in the ball head 11, which extends from one side of the spherical outer surface radially across the longitudinal axis X to the opposite side of the outer surface.
  • a wear detection means 2 is introduced into the horizontal cavity 13, which is held there in a materially bonded manner, for example by an adhesive between the inner surface of the horizontal cavity 13 and the outer surface of the wear detection means 2, or non-positively, for example by an at least slight oversize of the outer contour of the wear detection means 2 compared to the horizontal cavity 13 becomes.
  • the wear detection means 2 has a first, outer colored wear element 20 at the edge, between which a second, inner colored wear element 21 is arranged.
  • the two first, outer, colored wearing elements 20 are cohesively connected, for example by gluing or by a one-piece, ie integral, manufacture, to the second, inner, colored wearing element 21 lying in between.
  • the two first, outer, colored wear elements 20 have a different color than the second, inner, colored wear element 21 .
  • the two first, outer colored wearing elements 20 are green, in particular neon green, and the second, inner colored wearing element 21 is red. especially neon red.
  • transition or the boundary between a first, outer colored wear element 20 and the corresponding second, inner colored wear element 21 is provided by the dimensioning of the wear elements 20, 21 in such a way that this transition corresponds to the permissible wear limit of the ball head 11 of the ball head coupling 1.
  • the ball head 11 of the ball head coupling 1 is accessible from almost all sides in the horizontal plane and can be accessed by the person, for example the driver, who wants to connect the trailer to his towing vehicle from almost can be viewed from all sides.
  • the person can visually see the wear detection means 2 of the ball head es11 from both sides and determine whether the first, outer colored wear element 20 or the second, inner wear element 21 is visible to the outside.
  • the person recognizes the first, outer, colored wear element 20 it can be concluded from this that at this point on the ball head 11 of the ball head coupling 1 the wear of the material of the ball head 11, which correspondingly also reduces the respective wear detection means 1 in its radial extent, is still in is within a permissible range.
  • the person recognizes the second, inner, colored wear element 21 it can be concluded from this that the first, outer, colored wear element 20 has been completely worn down at this point on the ball head 11 of the ball head coupling 1 and the second, inner, colored wear element 21 lying radially below is therefore visible from the outside is. This means that at this point of the ball head 11 of the ball head coupling 1 the permissible wear has already been reached or exceeded and the towing vehicle can no longer be used in a roadworthy manner. Instead, the ball head coupling 1 must be replaced.
  • FIG. 2 shows a schematic side view, partially in section, of a ball head coupling 1 according to the invention according to a second exemplary embodiment.
  • a vertical cavity 12 in the form of a core bore 12 is also provided along the longitudinal axis X, in which the horizontal cavities 13 described above open out radially.
  • a second, inner, colored wearing element 21 is arranged in each horizontal cavity 13 as described above, which extends radially outwards to the respective first, outer colored wearing element 20 and radially inwards to the end of the respective horizontal cavity 13 .
  • the wearing elements 20, 21 are designed in different colors, with the respective material also being designed to be translucent in each case.
  • a light source 22 in the form of an LED 22 is arranged radially outward in such a way that the Wear elements 20, 21 are illuminated radially outwards by the light of the respective LED 22 when the LED 22 is operated.
  • the LEDs 22 can be supplied with electrical energy for continuous or permanent operation from an electrical energy store 26 in the form of a battery 26 , which is also arranged within the vertical cavity 12 . The operation of the LEDs 22 can be started when the ball head coupling 1 is mounted on the towing vehicle and can stop until the electrical energy of the battery 26 has been used up.
  • the corresponding points of the ball head 11 of the ball head coupling 1 can be optically checked for wear by one person as described above with regard to the first exemplary embodiment of FIGS.
  • a light in the color of the first, outer colored wearing element 20 can be optically perceived by the person in each case as long as the wear limit is observed, as described above. If the wear limit is reached or exceeded at one point on the ball head 11 of the ball head coupling 1, the first, outer colored wear element 20 is worn down at this point and the light from the corresponding LED 22 emerges in the color of the second, inner colored wear element 21 out.
  • the person can make a distinction between permissible and impermissible wear based on the color of the light, which can be visually perceived at the respective location.
  • the inventive wear control of the ball head 11 of the ball head coupling 1 according to the first exemplary embodiment in Figures 1 and 4 can be improved for the person in that the colored wear detection means 2, particularly in the dark or in poor visibility conditions, for example in rain or fog or even if the outer surface of the ball head 11 of the ball head coupling 1 is dirty, it can be perceived better or more reliably than without this backlighting.
  • the person can do without illuminating the ball head 11 of the ball head coupling 1 with a flashlight, for example, in order to be able to visually identify the wear detection means 2 .
  • a flashlight for example
  • the expense of having to clean or wipe a soiled surface of the ball head 11 of the ball head coupling 1 in order to be able to visually identify the wear detection means 2 can be omitted.
  • FIG. 3 shows a schematic side view, partially in section, of a ball head coupling 1 according to the invention according to a third exemplary embodiment.
  • the ball head 11 of the ball head coupling 1 is designed as described in the second embodiment of Figure 2, which also applies to the extent of the wearing elements 20, 21, which are colored as described in the first embodiment of Figures 1 and 4 or with the same indefinite color can be formed.
  • an electrically conductive element 23 in the form of a conductor loop 23 extends through the respective second, inner wear element 21 in such a way that the conductor loops 23 run at the boundary between the first, outer wear element 20 and the second, inner wear element 21 or .reversed.
  • All conductor loops 23 are electrically conductively connected to a detection unit 24 which is arranged inside the vertical cavity 12 and can also be referred to as a control unit 24 .
  • the detection unit 24 is connected in a signal-transmitting manner to a wireless communication unit 25 which is also arranged within the vertical cavity 12 and can emit at least wireless signals, which is why the wireless communication unit 25 can also be referred to as a transmitting unit 25 .
  • Both the detection unit 24 and the transmission unit 25 are electrically conductively connected to the battery 26 and are operated by electrical energy from the battery 26 .
  • the detection unit 24 can determine for each of the conductor loops 23 whether the conductor loops 23 are continuously electrically conductively closed or severed. This can be done, for example, by the application of a measurement voltage by the detection unit 24 . In this way, the detection unit 24 can differentiate for the points of the ball head 11 of the ball head coupling 1 at which the conductor loops 23 are provided, whether the wear there is still to a permissible extent or not. Corresponding information can be transmitted wirelessly from the detection unit 24 to the outside of the ball head coupling 1 by means of the transmission unit 25 .
  • This information can be received, for example, by a hand-held device such as a mobile terminal such as a smartphone of a person or the driver of the towing vehicle and displayed there.
  • This information can be sent continuously, but this can increase the consumption of electrical energy.
  • This information can also only be sent if the person or the driver of the ball head coupling 1 according to the invention requests this by means of corresponding information, which can also be done by the smartphone.
  • the corresponding information can be queried as required, which can reduce the electrical energy consumption of the ball head coupling 1 according to the invention and thus increase the service life of the detection unit 24 and the transmission unit 25 .
  • This information can, for example, also be received by a control unit of the towing vehicle and displayed there to the driver.
  • the ball head coupling 1 according to the invention can transmit the information continuously or only after a request by the control unit of the towing vehicle.
  • the information obtained may Drivers of the towing vehicle are displayed in order to be informed about the roadworthy condition of the ball head coupling 1, particularly during operation of the towing vehicle.
  • the detection unit 24 can distinguish between the different conductor loops 23 so that the information transmitted to the outside can also contain an identification of the respective conductor loops 23 .
  • the detection unit 24 can distinguish between the different conductor loops 23 so that the information transmitted to the outside can also contain an identification of the respective conductor loops 23 .
  • Wear elements 20 its limit and the corresponding conductor loops 23 is severed, the person or the driver can be specifically informed at which point of the ball head 11 of the ball head coupling 1 has reached or fallen below the permissible wear.
  • control unit 24 detection unit; control unit
  • wireless communication unit or wireless transmission unit 26 electrical energy storage; battery

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelkopfkupplung (1) für ein Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes mit einem Kugelkopf (10), welcher sich entlang einer Längsachse (X) erstreckt. Die Kugelkopfkupplung (1) ist gekennzeichnet durch wenigstens ein Verschleißdetektionsmittel (2), welches 5 senkrecht zur Längsachse (X) ausgerichtet derart im Kugelkopf (10) angeordnet ist, sodass ein Verschleiß des Kugelkopfes (10) senkrecht zur Längsachse (X) optisch und/oder sensorisch erkannt werden kann.

Description

BESCHREIBUNG
Kugelkopfkupplung für ein Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelkopfkupplung für einen Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Zugfahrzeug mit einem derartigen Kugelkopfkupplung gemäß dem Patentanspruch 13 sowie ein Fahrzeugverbund mit einem derartigen Zugfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 14.
Um es einem Zugfahrzeug zu ermöglichen, einen Anhänger zu ziehen, ist es erforderlich, das Zugfahrzeug und den Anhänger miteinander kraftübertragend und lösbar zu verbinden. Derartige Zugfahrzeuge können zum Beispiel ein Personenkraftwagen (Pkw), ein Lastkraftwagen (Lkw), ein Omnibus, eine Baumaschine, ein forst- oder landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Militärfahrzeug oder ein sonstiges Landfahrzeug, insbesondere ein sonstiges Straßenfahrzeug oder Geländefahrzeug, sein. Derartige Zugfahrzeuge können mittels eines eigenen Antriebs bewegt werden bzw. fahren, d.h. können Fahrzeuge mit einem eigenen Antrieb sein. Ein Zugfahrzeug kann wenigstens einen Anhänger als Fahrzeug ohne eigenen Antrieb mit sich mit bewegen bzw. hinter sich her ziehen. Ein Anhänger dient üblicherweise dem Transport von Lasten und kann beispielsweise ein Pkw-Anhänger, ein Lkw-Anhänger, ein Wohnwagen, ein Pferdeanhänger, ein Bootstrailer und dergleichen sein. Anhänger weisen wenigstens eine Achse mit Rädern und häufig wenigstens zwei Achsen mit Rädern auf. Auch Anhänger können für den privaten, sportlichen sowie gewerblichen Gebrauch zum Beispiel im Speditionswesen, im Baugewerbe, in der Landwirtschaft und dergleichen ausgebildet sein. Zugfahrzeug und Anhänger können auch gemeinsam als Fahrzeugverbund bezeichnet werden. Das Zugfahrzeug kann auch als in Zug-, Fahrt- oder Bewegungsrichtung vorderes Fahrzeug und der Anhänger auch als in Zug-, Fahrt- oder Bewegungsrichtung hinteres Fahrzeug des Fahrzeugverbundes bezeichnet werden.
Die Umsetzung einer lösbaren Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger erfolgt üblicherweise mit einer sogenannten Anhängekupplung zum Anhängen des Anhängers am Zugfahrzeug, welche als System wenigstens zweiteilig ausgebildet ist und jeweils am Zugfahrzeug und am Anhänger eine Kupplungsvorrichtung aufweist, welche dort jeweils gehalten werden und miteinander lösbar verbunden werden können. Mehrere Anhänger können ebenso auf diese Art und Weise lösbar miteinander verbunden werden. Bekannt sind dabei verschiedene Arten von Anhängekupplungen wie zum Beispiel Bolzenkupplungen und Maulkupplungen bzw. Bolzenkupplungssysteme und Maulkupplungssysteme, bei denen sich ein Schaft bzw. eine Deichsel vom Anhänger zum Zugfahrzeug hin erstreckt und dort am Ende eine Öse als Durchgangsöffnung in der vertikalen Richtung aufweist, welche auch als Zugöse oder als Kupplungsöse bezeichnet werden kann. Am gegenüberliegenden, der Zugöse abgewandten Ende ist der Schaft zum Beispiel als Flansch ausgebildet und feststehend am Gestell des Anhängers mittels Schrauben befestigt. Das der Zugöse abgewandte Ende des Schafts kann alternativ auch dazu ausgebildet sein, in ein Zugösenlager des Gestells des Anhängers eingeschraubt zu werden.
Bei derartigen Anhängekupplungen muss zum Beispiel zwischen dem Innendurchmesser der Zugöse der Anhängerdeichsel und dem Außendurchmesser des Kupplungsbolzens des Zugfahrzeugs ein gewisser Abstand von wenigen Millimetern vorhanden sein, um die jeweilige formschlüssige Verbindung überhaupt vornehmen zu können. Dies führt dazu, dass insbesondere in der Längsrichtung als wesentliche Fahrt-, Bewegungs- oder Zugrichtung ein Spiel vorhanden ist, welches zwar für das Verbinden bzw. für das Ankuppeln erforderlich ist, jedoch im Fahrtbetrieb eine gewisse Relativbewegung im Wesentlichen in der Fahrt-, Bewegungs- oder Zugrichtung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger bzw. zwischen dem Kupplungsbolzen und der Zugöse ermöglicht.
Nachteilig ist an diesem Spiel zwischen dem Kupplungsbolzen und der Zugöse im Fahrtbetrieb, dass die Zugöse und der Kupplungsbolzen aneinander reiben und bzw. oder gegeneinander stoßen können und hieraus aufgrund der vorliegenden Kräfte ein mechanischer Verschleiß an diesen Komponenten resultieren kann. Dieser mechanische Verschleiß kann nicht nur auf die Dauer die Haltbarkeit der Anhängekupplung beeinträchtigen sondern auch zunehmend das Spiel vergrößern, was dann zu größeren Relativbewegungen und hieraus resultierenden stärkeren Kräften mit einem zunehmenden mechanischen Verschleiß führen kann.
Ferner sind Kugelkopfkupplungen bzw. Kugelkopfkupplungssysteme bekannt, bei denen die zuvor beschriebene vertikale Durchgangsöffnung der Zugöse oben durch eine Kugelkalotte, d.h. durch einen Kugelabschnitt, verschlossen wird. Die Zugöse der Anhängerdeichsel kann von oben mit ihrer Kugelkalotte auf einen Kugelkopf aufgesetzt bzw. abgesenkt werden, welcher feststehend am Zugfahrzeug angeordnet ist. Auch hier ist ein gewisses Spiel erforderlich, um die Kugelkalotte der Deichsel des Anhängers überhaupt auf den Kugelkopf des Zugfahrzeugs aufsetzen zu können. Dieses Spiel führt auch in diesem Fall zu einem Abrieb bzw. zu einem Verschleiß der Innenseite der Kugelkalotte der Deichsel des Anhängers sowie der Außenseite des Kugelkopfes des Zugfahrzeugs mit den zuvor beschriebenen Auswirkungen bzw. Nachteilen.
Daher ist es für die Verkehrssicherheit eines derartigen Fahrzeugverbundes zum Beispiel mit Kugelkopfkupplung erforderlich, regelmäßig, wie zum Beispiel in bestimmten Zeitabständen wie zum Beispiel halbjährig oder in Abhängigkeit der Benutzung des Fahrzeugverbundes zum Beispiel in Abhängigkeit der gefahrenen Kilometer, den Kugelkopf der Kugelkopfkupplung auf Verschleiß zu kontrollieren. Dies erfolgt bisher manuell, d. h. durch eine Person, welche mittels einer mechanischen Prüflehre bzw. Schablone die Maße des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung an bestimmten vorgegebenen Stellen misst um festzustellen, ob die gemessenen Maße die entsprechenden Vorgaben noch erfüllen oder nicht, d. h. der Kugelkopf der Kugelkopfkupplung bereits übermäßig stark verschlissen ist und ausgetauscht werden muss oder noch nicht.
Nachteilig hieran ist, dass die Beurteilung eines zulässigen oder unzulässigen Verschleißes des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung der jeweiligen Person überlassen wird und somit eine gewisse Unsicherheit dahingehend besteht, dass die Beurteilung auch von der Aufmerksamkeit und bzw. oder von der Erfahrung der Person abhängen kann. Dies kann dazu führen, dass ein unzulässig stark verschlissener Kugelkopf der Kugelkopfkupplung weiterhin verwendet wird, was die Verkehrssicherheit des Fahrzeugverbundes gefährden kann. Dies kann ebenso dazu führen, dass ein noch verwendbarer Kugelkopf der Kugelkopfkupplung vorzeitig ausgetauscht wird, was zusätzlichen Aufwand, zusätzliche Kosten und bzw. oder einen unnötigen Ausfall des Zugfahrzeugs verursachen kann.
Nachteilig ist hieran auch, dass der Verschleiß des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung sehr unterschiedlich auftreten kann und somit innerhalb des zulässigen Zeit- bzw. Kilometerintervalls zwischen zwei Verschleißprüfungen bereits ein unzulässig hoher Verschleiß erreicht werden kann, ohne dass dies in diesem Moment festgestellt werden kann. Dies kann ebenfalls die Verkehrssicherheit des Fahrzeugverbundes gefährden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kugelkopfkupplung für ein Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, sodass die Überprüfung des Verschleißes des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung vereinfacht und bzw. oder verbessert werden kann. Insbesondere soll der Verschleiß des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung regelmäßiger als bisher und insbesondere sogar fortlaufend überwacht werden können. Dies soll insbesondere möglichst einfach, verlässlich, bauraumsparend, personenunabhängig und bzw. oder selbststätig erfolgen können. In jedem Fall soll hierdurch insbesondere die Verkehrssicherheit des Fahrzeugverbundes verbessert bzw. erhöht werden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Möglichkeiten zur Überprüfung des Verschleißes des Kugelkopfes einer Kugelkopfkupplung geschaffen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kugelkopfkupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Zugfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 sowie durch einen Fahrzeugverbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Kugelkopfkupplung für ein Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes mit einem Kugelkopf, welcher sich entlang einer Längsachse erstreckt. Der Kugelkopf stellt dabei, wie eingangs beschrieben, einen kugelförmigen, rotationssymmetrischen und üblicherweise metallischen Vorsprung dar, welcher sich von dem oberen Ende einer entsprechenden, üblicherweise gebogenen bzw. abgewinkelten, Halterung in der vertikalen Richtung senkrecht nach oben erstreckt. Die Halterung ist bei der bestimmungsgemäßen Verwendung am Gestell des Zufahrzeugs feststehend befestigt, zum Beispiel durch Schrauben oder durch Schweißen. Die Längsachse des Kugelkopfes als dessen Achse der Rotationssymmetrie fällt dabei bei der Verwendung an einem Zufahrzeug mit der Achse der vertikalen Richtung in kartesischen Koordinaten, d.h. mit der Richtung der Schwerkraft, zusammen, welche sich senkrecht zur horizontalen Ebene erstreckt.
Die erfindungsgemäße Kugelkopfkupplung ist gekennzeichnet durch wenigstens ein Verschleißdetektionsmittel, welches senkrecht zur Längsachse ausgerichtet derart im Kugelkopfangeordnet ist, sodass ein Verschleiß des Kugelkopfes senkrecht zur Längsachse optisch und bzw. oder sensorisch erkannt werden kann. Mit anderen Worten ist innerhalb der Kontur bzw. innerhalb des Materials des Kugelkopfes ein Verschleißdetektionsmittel derart angeordnet, sodass sowohl das Material des Kugelkopfes als auch das Material des Verschleißdetektionsmittels durch den Abrieb bzw. durch den Verschleiß, welcher im Betrieb wie eingangs beschrieben seitens des Kugelkopfes auftritt, in ihrer radialen Erstreckung reduziert werden.
Hierzu kann das wenigstens eine Verschleißdetektionsmittel genau radial bzw. senkrecht zur Längsachse oder zumindest derart schräg zur Längsachse im Kugelkopf angeordnet sein, sodass der Abrieb bzw. der Verschleiß auch das Verschleißdetektionsmittel von außen reduzieren kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Ausbildung eines Teils des Kugelkopfes als bzw. mit einem Verschleißdetektionsmittel das Maß des Abriebs bzw. des Verschleißes des Kugelkopfes an dieser Stelle von außen optisch erkennbar und bzw. oder sensorisch erfassbar gemacht werden kann. In jedem Fall kann der Zustand des Verschleißdetektionsmittels auf diese Art und Weise einfacher erkannt bzw. überwacht werden als dies bisher durch regelmäßige manuelle Kontrollen des Kugelkopfes selbst wie eingangs beschrieben möglich ist. Dies kann den Aufwand und damit auch die Kosten der Kontrolle des Maßes des Verschleißes des Kugelkopfes reduzieren. Dies kann auch die Verlässlichkeit des Ergebnisses der Kontrolle erhöhen, was zum einen die Verkehrssicherheit des Fahrzeugverbundes erhöhen und zum anderen einen vorzeitigen bzw. unnötigen Austausch eines noch verwendbaren Kugelkopfes bzw. einer noch verwendbaren Kugelkopfkupplung vermeiden kann. Dabei das Verschleißdetektionsmittel innerhalb des Kugelkopfes anzuordnen kann den Aufwand der Umsetzung und insbesondere den hierfür erforderlichen Bauraum geringhalten. Insbesondere kann eine durchgängige bzw. deutlich regelmäßigere Kontrolle bzw. Überwachung des Maßes des Verschleißes des Kugelkopfes als bisher bekannt erfolgen, was die Verkehrssicherheit des Fahrzeugverbundes sowie die Dauer der Verwendung eines Kugelkopfes erhöhen kann.
Vorzugswiese ist das Verschleißdetektionsmittel in wenigstens einem Horizontalhohlraum des Kugelkopfes angeordnet, wobei das Verschleißdetektionsmittel wenigstens ein erstes Verschleißelement einer ersten Farbe aufweist, welches zwischen dem äußeren Rand des Horizontalhohlraums und einer Verschleißgrenze angeordnet ist. Die erste Farbe des Verschleißelements unterscheidet sich signifikant von der Farbe des Materials des Kugelkopfes selbst. Mit anderen Worten kann als Verschleißdetektionsmittel wenigstens ein farbiges Verschleißelement, insbesondere aus einem farbigen Kunststoff, verwendet werden, welches in einen entsprechenden Hohlraum des Kugelkopfes eingebracht sein kann und nach außen hin mit der Kontur bzw. mit der Oberfläche des Kugelkopfes abschließt und von einer Person optisch erkannt werden kann. Ist das farbige Verschleißelement noch nicht vollständig abgerieben, so kann das farbige Verschleißelement von der Person optisch erkannt und hieraus auf einen zulässigen Verschleiß des Kugelkopfes geschlossen werden. Ist das farbige Verschleißelement für die Person nicht mehr optisch erkennbar, so kann die Person hieraus schließen, dass das farbige Verschleißelement vollständig abgerieben und somit die Grenze des zulässigen Verschleißes des Kugelkopfes erreicht oder überschritten ist. Dies kann eine besonders einfache Umsetzung der vorliegenden Erfindung darstellen, welche einer Person eine regelmäßige optische Kontrolle des Verschleißes des Kugelkopfes erlauben kann. Insbesondere kann der Kraftfahrer eines fremden bzw. unbekannten des Zugfahrzeugs, welcher einen Anhänger an eine erfindungsgemäße Kugelkopfkupplung des Zugfahrzeugs ankoppeln soll, einfach und schnell selbst den Verschleißzustand des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung des Zugfahrzeugs optisch kontrollieren. Dies kann das Vertrauen des Kraftfahrers in die Verwendung des fremden bzw. unbekannten Zugfahrzeugs erhöhen.
Das Verschleißdetektionsmittel kann auch wenigstens zwei unterschiedlich farbige Verschleißelemente aufweisen, welcher radial hintereinander abgeordnet ist, um die Aussagefähigkeit zu erhöhen, wie weiter unten näher beschrieben werden wird.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verschleißdetektionsmittel eine elektronische Überwachung des Verschleißzustand bzw. der Verschleißgrenze des Kugelkopfes ermöglichen, wie weiter unter näher beschrieben werden wird.
In jedem Fall kann das Verschleißdetektionsmittel in der horizontalen Ebene bzw. im Querschnitt des Kugelkopfes betrachtet an einer Stelle angeordnet sein, an welcher üblicherweise ein besonders signifikanter Abrieb bzw. Verschleiß auftritt bzw. an welcher üblicherweise zuerst das Erreichen eines unzulässig hohen Verschleißes zu erwarten ist. Dies kann die Aussagefähigkeit des Verschleißdetektionsmittels entsprechend erhöhen. Es können auch, in der horizontalen Ebene bzw. im Querschnitt des Kugelkopfes betrachtet, mehrere gleiche oder unterschiedliche Verschleißdetektionsmittel verwendet werden, um die zuvor beschriebene Kontrolle des Verschleißes an entsprechend vielen Stellen des Kugelkopfes umsetzen zu können. Hierdurch können insbesondere mehrere Stellen, welche üblicherweise einem signifikanten Verschleiß unterliegen, gleichzeitig wie zuvor beschrieben auf Verschleiß überwacht werden. In diesem Fall kann beispielsweise wenigstens ein sensorisches Verschleißdetektionsmittel an einer Stelle des Kugelkopfes angewendet werden, welche für die Person bzw. für den Kraftfahrer optisch schlecht bis gar nicht zu erfassen ist. Wenigstens ein optisches Verschleißdetektionsmittel kann an einer Stelle des Kugelkopfes angewendet werden, welche für die Person bzw. für den Kraftfahrer gut bzw. einfach optisch zu erfassen ist.
Mehrere gleiche oder unterschiedliche Verschleißdetektionsmittel können auch in der vertikalen Richtung, d.h. entlang der Längsachse, versetzt zueinander angeordnet werden, um unterschiedliche Abschnitte des Kugelkopfes und bzw. oder mehrere Stellen eines Abschnitts des Kugelkopfes wie zuvor beschrieben zu überwachen, wie im Folgenden noch näher beschrieben werden wird. Auch hierdurch kann die Aussagefähigkeit der Verschleißdetektionsmittel entsprechend erhöht werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Verschleißdetektionsmittel in wenigstens einem Horizontalhohlraum des Kugelkopfes angeordnet, wobei das Verschleißdetektionsmittel wenigstens ein erstes Verschleißelement einer ersten Farbe, welches zwischen dem äußeren Rand des Horizontalhohlraums und einer Verschleißgrenze angeordnet ist, und wenigstens ein zweites Verschleißelement einer zweiten, unterschiedlichen Farbe aufweist, welches innerhalb der Verschleißgrenze angeordnet ist. Auf diese Art und Weise kann die erste Farbe des ersten Verschleißelements von der Person bzw. von dem Kraftfahrer erkannt und auf einen zulässigen Verschleiß des Kugelkopfes geschlossen werden. Wird von der Person bzw. vom Kraftfahrer die zweite Farbe des zweiten Verschleißelements optisch erkannt, so kann hierdurch auf einen unzulässigen Verschleiß des Kugelkopfes geschlossen werden.
Somit kann, als Weiterentwicklung des zuvor beschriebenen lediglich einen farbigen Verschleißelements, aus der optisch erkannten zweiten Farbe des zweiten Verschleißelements darauf geschlossen werden, dass das zweite Verschleißelement weiterhin vorhanden ist. Würde lediglich ein erstes farbiges Verschleißelement verwendet werden, so könnte dessen Abwesenheit sowohl durch das Erreichen der zulässigen Verschleißgrenze als auch dadurch begründet sein, dass sich das einfarbige Verschleißelement gelöst hat und aus dem Kugelkopf herausgefallen ist. In diesem Fall würde eine noch verwendbare Kugelkopfkupplung als verschlissen bewertet und unnötigerweise ausgetauscht werden. Dies kann durch diesen Aspekt der Erfindung vermieden werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verschleißdetektionsmittel wenigstens ein Leuchtmittel auf, welches innerhalb des Horizontalhohlraums und bzw. oder innerhalb eines Vertikalhohlraums des Kugelkopfes angeordnet und ausgebildet ist, das erste Verschleißelement durch das zweite Verschleißelement hierdurch zu durchleuchten. Das Leuchtmittel kann insbesondere als LED umgesetzt werden. Der Betrieb des Leuchtmittels kann insbesondere dauerhaft bzw. durchgängig erfolgen, um jederzeit den Verschleißzustand des Kugelkopfes kontrollieren zu können. Ferner kann ein entsprechender Aufwand, das Leuchtmittel einzuschalten und auszuschalten bzw. hierfür entsprechende elektrische Möglichkeiten wie zum Beispiel einen von außen zugänglichen Schalter an der Kugelkopfkupplung bzw. in unmittelbarer Nähe hierzu am Gestell des Zufahrzeugs vorsehen zu müssen, vermieden werden.
Die Materialien des ersten und des zweiten Verschleißelements, beispielsweise aus Kunststoff, können entsprechend farbig sowie lichtdurchlässig ausgebildet sein, sodass die Materialien des ersten und des zweiten Verschleißelements radial von innen bzw. „von hinten" durchleuchtet werden können und das Licht in der Farbe des zuletzt durchleuchteten Verschleißelements nach außen austritt. Hierdurch kann der zuvor beschriebene Aspekt des zweifarbigen Verschleißdetektionsmittels in seiner Erkennbarkeit bzw. in seiner Aussagefähigkeit für die Person bzw. für den Kraftfahrer weiter verbessert werden, da die Farbe aufgrund des Leuchtens optisch besser wahrgenommen werden kann. Dies kann es der Person bzw. dem Kraftfahrer insbesondere bei Dunkelheit, bei schlechten Sichtverhältnissen und bzw. oder bei verschmutzter Oberfläche des Kugelkopfes erleichtern bzw. ermöglichen, das Verschleißdetektionsmittel an sich und insbesondere dessen Farbe optisch zu erkennen.
Hierbei den Kugelkopf bzw. die Kugelkopfkupplung mit einem Vertikalhohlraum zu versehen kann ausreichend Bauraum innerhalb des Kugelkopfes bzw. innerhalb der Kugelkopfkupplung schaffen, um das wenigstens eine Leuchtmittel und insbesondere mehrere Leuchtmittel dort anzuordnen. Insbesondere kann durch einen, entsprechend kleinen, Vertikalhohlraum eine Schwächung des Kugelkopfes bzw. dessen Halterung ausreichend vermieden werden, sodass die Kugelkopfkupplung seine kraftübertragende Funktion ohne Einschränkung ausüben kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verschleißdetektionsmittel, vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums, wenigstens einen elektrischen Energiespeicher auf, welcher ausgebildet ist, wenigstens das Leuchtmittel, vorzugsweise ferner eine Detektionseinheit und bzw. oder eine drahtlose Kommunikationseinheit, elektrisch zu versorgen. Hierdurch kann eine elektrische Energieversorgung des Leuchtmittels und gegebenenfalls mehrerer bzw. aller Leuchtmittel direkt seitens des Kugelkopfes bzw. seitens der Kugelkopfkupplung selbst erfolgen, sodass auf eine elektrisch leitfähige Verbindung zur elektrischen Energieversorgung von außerhalb des Kugelkopfes bzw. der Kugelkopfkupplung verzichtet werden kann. Dies kann den Aufwand der Verwendung wenigstens eines Leuchtmittels wie zuvor beschrieben entsprechend geringhalten. Insbesondere bei der Verwendung von LEDs als Leuchtmittel, welche üblicherweise einen sehr geringen elektrischen Energiebedarf aufweisen, kann ein dauerhafter bzw. durchgängiger Betrieb des Leuchtmittels durch den elektrischen Energiespeicher auch über Jahre gewährleistet sein, sodass auf ein Wiederaufladen oder auf ein Austauschen des elektrischen Energiespeichers verzichtet werden kann. Ggfs können weitere elektrische bzw. elektronische Komponenten des Verschleißdetektionsmittels ebenfalls von dem elektrischen Energiespeicher elektrisch versorgt werden, so dass auf die Verwendung weiterer bzw. separater elektrischer Energiespeicher verzichtet werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verschleißdetektionsmittel in wenigstens einem Horizontalhohlraum des Kugelkopfes angeordnet, wobei das Verschleißdetektionsmittel wenigstens ein erstes Verschleißelement, welches zwischen dem äußeren Rand des Horizontalhohlraums und einer Verschleißgrenze angeordnet ist, und wenigstens ein zweites Verschleißelement aufweist, welches innerhalb der Verschleißgrenze angeordnet ist, wobei an der Verschleißgrenze wenigstens ein elektrisch leitfähiges Element eines elektrischen Kreises derart angeordnet ist, sodass das elektrisch leitfähige Element durch den Verschleiß des Kugelkopfes durchtrennt wird, wenn der Verschleiß die Verschleißgrenze erreicht, wobei das Verschleißdetektionsmittel, vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums, eine Detektionseinheit aufweist, welche ausgebildet ist, die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitfähigen Elements zu überwachen und, vorzugsweise beim Durchtrennen des elektrisch leitfähigen Elements, eine entsprechende Information auszugeben. Die beiden Verschleißelemente können die zuvor beschriebenen beiden einfarbigen ersten und zweiten Verschleißelemente oder auch zwei Verschleißelemente beliebiger gleicher Farbe sein.
Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zusätzlich oder alternativ zu den zuvor beschriebenen optischen Möglichkeiten der Verschleißüberwachung durch die Person bzw. durch den Kraftfahrer auch eine sensorische Möglichkeit der Überwachung geschaffen werden kann. Hierzu kann ein elektrisch leitfähiges Element wie zum Beispiel ein elektrischer Leiter bzw. eine elektrische Leiterschleife derart genau bis an die Verschleißgrenze eines zulässigen Verschleißes des Kugelkopfes an dieser Stelle geführt werden, was insbesondere innerhalb des zweiten Verschleißelements als beispielsweise Kunststoffteil erfolgen kann, welches gleichzeitig durch das erste Verschleißelement als beispielsweise Kunststoffteil nach außen hin abgedeckt bzw. geschützt sein kann.
In diesem Fall wird das erste, äußere Verschleißelement zusammen mit dem Kugelkopf abgerieben bzw. verschlissen, bis die Verschleißgrenze erreicht ist. Bei Erreichen der Verschleißgrenze unterliegt auch das elektrisch leitfähige Element dem Abrieb bzw. dem Verschleiß, welcher von außen auf den Kugelkopf wirkt. Dabei wird das elektrisch leitfähige Element derart abgerieben, sodass es durchtrennt wird, sodass das elektrisch leitfähige Element keinen elektrischen Strom mehr übertragen bzw. keine elektrische Spannung mehr über das elektrische leitfähige Element anliegen kann, was von der Detektionseinheit erkannt werden kann. Somit kann seitens der Detektionseinheit selbsttätig auf das Erreichen der Verschleißgrenze geschlossen werden.
Eine entsprechende Information kann von der Detektionseinheit nach außen ausgegeben werden. Werden mehrere Verschleißdetektionsmittel verwendet, so kann die Information der Detektionseinheit auch eine Information enthalten, welche die Identifikation des jeweiligen verschlissenen bzw. durchtrennten elektrisch leitfähigen Elements bzw. dessen Detektionseinheit enthält, sodass der Ort des erreichten bzw. überschrittenen zulässigen Verschleißes erkannt werden kann.
In jedem Fall kann die Ausgabe einer entsprechenden Information mittels einer drahtlosen Kommunikationseinheit erfolgen, welche wenigstens Daten bzw. Informationen nach außerhalb des Kugelkopfes bzw. der Kugelkopfkupplung drahtlos aussenden und vorzugsweise ferner Daten und Informationen von außerhalb empfangen kann. Dies kann seitens der Detektionseinheit selbsttätig unmittelbar dann erfolgen, wenn die Verschleißgrenze erreicht ist, sodass von der Person bzw. vom Kraftfahrer hierauf sofort reagiert werden kann. Diese Information kann von der Detektionseinheit fortlaufend bzw. sich regelmäßig wiederholend ausgegeben werden, um sicherzustellen, dass diese Information die Person bzw. den Kraftfahrer erreicht. Die Ausgabe diese Information seitens der Detektionseinheit kann gegebenenfalls durch eine Eingangsbestätigung seitens der Person bzw. des Kraftfahrers beendet werden, um elektrische Energie seitens der Detektionseinheit zu sparen. Die Ausgabe diese Information seitens der Detektionseinheit kann gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ erst bei einer Abfrage bzw. in Reaktion auf eine Aufforderung von außerhalb erfolgen, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.
In jedem Fall kann die Ausgabe dieser Information seitens der Detektionseinheit derart an die Person bzw. an den Kraftfahrer erfolgen, dass diese Information drahtlos an ein elektronisches Empfangsgerät wie zum Beispiel an ein mobiles Endgerät zum Beispiel in Form eines Smartphones, eines Tablets oder dergleichen der Person bzw. des Kraftfahrers ausgesendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann diese Information seitens der Detektionseinheit auch drahtlos an ein elektronisches Empfangsgerät des Zugfahrzeugs ausgesendet, dort empfangen sowie weiterverarbeitet und dem Kraftfahrer über ein Ausgabeelement wie insbesondere ein Anzeigeelement des Zugfahrzeugs ausgegeben bzw. angezeigt werden. Diese Information kann in diesem Fall gegebenenfalls von dem Zugfahrzeug bzw. dessen Steuerungseinheit drahtlos an ein Flottenmanagementsystem weitergeleitet werden, um dort den Austausch des verschlissenen Kugelkopfes berücksichtigen und planen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verschleißdetektionsmittel, vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums, wenigstens eine drahtlose Kommunikationseinheit, vorzugsweise eine drahtlose Sendeeinheit, auf, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Information der Detektionseinheit drahtlos nach außerhalb des Kugelkopfes auszusenden. Hierdurch können die entsprechenden zuvor bereits beschriebenen Eigenschaften umgesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die drahtlose Kommunikationseinheit ausgebildet, von außerhalb des Kugelkopfes drahtlos zum Aussenden einer Information der Detektionseinheit aufgefordert zu werden. Hierdurch können die entsprechenden zuvor bereits beschriebenen Eigenschaften umgesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält die drahtlos ausgesendete Information der Detektionseinheit den Zustand des elektrisch leitfähigen Elements und bzw. oder eine aus dem Zustand des elektrisch leitfähigen Elements abgeleitete Information. Der Zustand des elektrisch leitfähigen Elements kann wenigstens dahingehend unterschieden werden, ob das elektrisch leitfähige Element durchtrennt ist oder nicht. Eine hieraus abgeleitete Information seitens der Detektionseinheit kann sein, dass die entsprechende Verschleißgrenze als erreicht oder noch nicht erreicht erkannt wird. Letztere Schlussfolgerung kann jedoch auch dort erfolgen, wo die drahtlos ausgesendete Information der Detektionseinheit empfangen und weiterverarbeitet wird, was die Umsetzung der Detektionseinheit vereinfachen und damit dort elektrische Energie, Kosten und bzw. oder Bauraum sparen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verschleißdetektionsmittel, vorzugsweise wenigstens ein erstes Verschleißelement und ein zweites Verschleißelement, wenigstens zwei Mal, vorzugsweise einander diametral zur Längsachse gegenüberliegend, im Kugelkopf angeordnet. Dies kann die Anzahl der Stellen des Kugelkopfes erhöhen, welche wie zuvor beschrieben auf Verschleiß überwacht werden können. Hierbei die beiden Verschleißdetektionsmittel einander diametral zur Längsachse gegenüberliegend, d. h. in der Ebene des Querschnitts um 180° zueinander versetzt, anzuordnen, kann es ermöglichen, den Verschleiß möglichst gleichmäßig verteilt überwachen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verschleißdetektionsmittel, vorzugsweise wenigstens ein erstes Verschleißelement und ein zweites Verschleißelement, wenigstens zwei Mal paarweise, vorzugsweise als Paar einander diametral zur Längsachse gegenüberliegend und besonders vorzugsweise paarweise rechtwinkelig zueinander versetzt, im Kugelkopf angeordnet. Somit können die insgesamt vier Verschleißelemente in einer Ebene des Querschnitts, insbesondere um 90° zueinander versetzt, angeordnet werden. Hierdurch kann die Gleichmäßigkeit der Überwachung des Kugelkopfes der Kugelkopfkupplung auf Verschleiß weiter erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Detektionseinheit ausgebildet, die elektrische Leitfähigkeit aller elektrisch leitfähigen Elements zu überwachen und, vorzugsweise beim Durchtrennen wenigstens eines der elektrisch leitfähigen Elemente, eine entsprechende Information auszugeben. Hierdurch kann der Aufwand, mehrere Detektionseinheiten zu verwenden, vermieden werden, wobei gleichzeitig die eine Detektionseinheit entsprechend ausgebildet ist, alle elektrisch leitfähigen Elemente überwachen zu können. Dies kann gleichzeitig den elektrischen Energieverbrauch und bzw. oder den erforderlichen Bauraum reduzieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält die drahtlos ausgesendete Information der Detektionseinheit ferner eine Identifikation des durchtrennten elektrisch leitfähigen Elements. Dies kann die Unterscheidung der einzelnen elektrisch leitfähigen Elemente auch bei Verwendung einer einzigen Detektionseinheit ermöglichen.
Die Erfindung betrifft auch ein Zugfahrzeug mit einer Kugelkopfkupplung wie zuvor beschrieben. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Aspekte einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung bei einem Zugfahrzeug umgesetzt und dort genutzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugverbund mit einem Zugfahrzeug wie zuvor beschrieben. Hierdurch kann ein Fahrzeugverbund geschaffen werden, um dort die zuvor beschriebenen Aspekte eines erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung bei dessen Zugfahrzeug umzusetzen und zu nutzen.
Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren rein schematisch dargestellt und näher erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
Figur 2 eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;
Figur 3 eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels; und Figur 4 einen Querschnitt durch den Kugelkopf der Kugelkopfkupplung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Figur 1.
Die o.g. Figuren werden in zylindrischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsachse X. Senkrecht zur Längsachse X erstreckt sich eine radiale Richtung R von der Längsachse X weg. Senkrecht zur radialen Richtung R und um die Längsachse X herum erstreckt sich eine Umfangsrichtung U. Die Längsachse X verläuft in einer vertikalen Richtung Z in kartesischen Koordinaten, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
Figur 1 zeigt eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Die Kugelkopfkupplung 1 weist einen Kugelkopf 11 auf, welcher metallisch einstückig, d. h. integral, sowie an sich rotationsymmetrisch zur Längsachse X ausgebildet. Der Kugelkopf 11 bildet in der vertikalen Richtung Z das obere Ende einer Halterung 10 der Kugelkopfkupplung 1, mit welcher der Kugelkopf 11 ebenfalls einstückig metallisch ausgebildet ist. Die Halterung 10, welche auch als Verbindungsabschnitt 10 der Kugelkopfkupplung 1 bezeichnet werden kann, ist rechtwinkelig gebogen ausgebildet und mit dem dem Kugelkopf 11 gegenüberliegenden Ende an einem Gestell eines Zugfahrzeugs (nicht dargestellt) feststehend angeordnet.
Der Kugelkopf 11 dient der Verbindung mit einer entsprechenden Kugelkalotte eines Anhängers (nicht dargestellt). Der Kugelkopf 11 wird im angekoppelten Zustand des Anhängers an dem Zugfahrzeug von dessen Kugelkalotte aufgenommen und sowohl in der Umfangsrichtung U vollständig als auch in der vertikalen Richtung Z von oben umschlossen. Hierdurch kann es im Betrieb des Fahrzeugverbundes mit Anhänger und Zugfahrzeug zu einem Abrieb bzw. zu einem Verschleiß der zylindrischen Außenfläche des Kugelkopfes 11 und insbesondere dessen in der vertikalen Richtung Z mittlerem Bereich kommen, welcher im Laufe der Zeit den Querschnitt bzw. die Materialstärke des Kugelkopfes 11 derart schwächen kann, dass eine sichere Kraftübertragung zwischen Anhänger und Zugfahrzeug über den Kugelkopf 11 der Kugelkopfkupplung 1 nicht mehr gewährleistet werden kann.
Erfindungsgemäß kann der Verschleiß der Kugelkopfkupplung 1 im Bereich des Kugelkopfes 11 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 4 von einer Person wie zum Beispiel von dem Kraftfahrer des Zugfahrzeugs einfacher, schneller und bzw. oder häufiger als bisher bekannt dadurch kontrolliert bzw. überwacht werden, indem im Kugelkopf 11 ein durchgängiger Horizontalhohlraum 13 vorhanden ist, welcher sich von der einen Seite der kugelförmigen Außenfläche radial über die Längsachse X hinweg bis zur gegenüberliegenden Seite der Außenfläche erstreckt. In dem Horizontalhohlraum 13 ist ein Verschleißdetektionsmittel 2 eingebracht, welches dort stoffschlüssig, beispielsweise durch ein Klebemittel zwischen der Innenfläche des Horizontalhohlraums 13und der Außenfläche des Verschleißdetektionsmittels 2, oder kraftschlüssig, beispielsweise durch ein zumindest geringes Übermaß der Außenkontur des Verschleißdetektionsmittels 2 gegenüber dem Horizontalhohlraum 13, gehalten wird.
Das Verschleißdetektionsmittel 2 weist randseitig jeweils ein erstes, äußeres farbliches Verschleißelement 20 auf, zwischen denen ein zweites, inneres farbliches Verschleißelement 21 angeordnet ist. Die beiden ersten, äußeren farblichen Verschleißelemente 20 sind stoffschlüssig, zum Beispiel durch Kleben oder durch eine einstückige, d. h. integrale, Herstellung, mit dem dazwischenliegenden zweiten, inneren farblichen Verschleißelement 21 verbunden. Die beiden ersten, äußeren farblichen Verschleißelemente 20 weisen eine andere Farbe als das zweite, innere farbliche Verschleißelement 21 auf. Vorzugsweise sind die beiden ersten, äußeren farblichen Verschleißelemente 20 grün, insbesondere neongrün, und das zweite, innere farbliche Verschleißelement 21 rot, insbesondere neonrot, ausgebildet. Der Übergang bzw. die Grenze zwischen einem ersten, äußeren farblichen Verschleißelement 20 und dem entsprechenden zweiten, inneren farblichen Verschleißelement 21 ist durch die Dimensionierung der Verschleißelemente 20, 21 derart vorgesehen, dass dieser Übergang der zulässigen Verschleißgrenze des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 entspricht.
Ist das Zugfahrzeug nur ohne Anhänger abgestellt, so ist der Kugelkopf 11 der erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 von nahezu allen Seiten in der horizontalen Ebene zugänglich und kann insbesondere von der Person wie zum Beispiel von dem Kraftfahrer, welcher den Anhänger mit seinem Zugfahrzeug verbinden möchte, von nahezu allen Seiten optisch betrachtet werden. Hierbei kann die Person die Verschleißdetektionsmittel 2 des Kugelkopf esll von beiden Seiten mit dem Auge erkennen und feststellen, ob jeweils das erste, äußere farbliche Verschleißelement 20 oder das zweite, innere Verschleißelement 21 nach außen sichtbar ist.
Erkennt die Person das erste, äußere farbliche Verschleißelement 20, so kann hieraus geschlussfolgert werden, dass an dieser Stelle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 der Verschleiß des Materials des Kugelkopfes 11, welcher entsprechend auch das jeweilige Verschleißdetektionsmittel 1 in seiner radialen Erstreckung reduziert, noch in einem zulässigen Maß liegt. Erkennt die Person das zweite, innere farbliche Verschleißelement 21, so kann hieraus geschlussfolgert werden, dass an dieser Stelle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 das erste, äußere farbliche Verschleißelement 20 vollständig abgerieben und daher das radial darunterliegende zweite, innere farbliche Verschleißelement 21 von außen sichtbar ist. Dies bedeutet, dass an dieser Stelle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 der zulässige Verschleiß bereits erreicht bzw. überschritten ist und das Zugfahrzeug nicht mehr verkehrssicher verwendet werden kann. Vielmehr ist die Kugelkopfkupplung 1 auszutauschen.
Figur 2 zeigt eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. In diesem Fall ist ferner ein Vertikalhohlraum 12 in Form einer Kernbohrung 12 entlang der Längsachse X vorgesehen, in welchem die zuvor beschriebenen Horizontalhohlräume 13 radial münden. Entsprechend ist in jedem Horizontalhohlraum 13 ein zweites, inneres farbliches Verschleißelement 21 wie zuvor beschrieben angeordnet, welches sich nach radial außen bis zum jeweiligen ersten, äußeren farblichen Verschleißelement 20 erstreckt und radial innenseitig bis zum Ende des jeweiligen Horizontalhohlraums 13 reicht. Die Verschleißelemente 20, 21 sind wie zuvor beschrieben farblich unterschiedlich ausgebildet, wobei das jeweilige Material ferner jeweils lichtdurchlässig ausgebildet ist.
An den radial inneren Enden der zweiten, inneren farblichen Verschleißelemente 21 ist jeweils ein Leuchtmittel 22 in Form einer LED 22 derart radial nach außen gerichtet angeordnet, sodass die Verschleißelemente 20, 21 vom Licht der jeweiligen LED 22 radial nach außen durchleuchtet werden, wenn die LED 22 betrieben wird. Die Speisung der LEDs 22 mit elektrischer Energie für einen durchgängigen bzw. dauerhaften Betrieb kann seitens eines elektrischen Energiespeichers 26 in Form einer Batterie 26 erfolgen, welche ebenfalls innerhalb des Vertikalhohlraums 12 angeordnet ist. Der Betrieb der LEDs 22 kann bei Montage der Kugelkopfkupplung 1 am Zugfahrzeug gestartet werden und anhalten, bis die elektrische Energie der Batterie 26 verbraucht ist.
Auch in diesem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels der Figur 2 können die entsprechenden Stellen des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 von einer Person wie zuvor hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 4 beschrieben optisch auf Verschleiß kontrolliert werden.
Hierbei kann von der Person jeweils ein Licht in der Farbe des ersten, äußeren farblichen Verschleißelements 20 optisch wahrgenommen werden, solange, wie zuvor beschrieben, die Verschleißgrenze eingehalten wird. Ist an einer Stelle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 die Verschleißgrenze erreicht bzw. überschritten, so ist das erste, äußere farbliche Verschleißelement 20 an dieser Stelle abgerieben und das Licht der entsprechenden LED 22 tritt nach außen in der Farbe des zweiten, inneren farblichen Verschleißelements 21 aus.
Entsprechend kann von der Person eine Unterscheidung zwischen einem zulässigen oder unzulässigen Verschleiß aufgrund der Farbe des Lichts erfolgen, welches an der jeweiligen Stelle optisch wahrgenommen werden kann. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Verschleißkontrolle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 4 für die Person dahingehend verbessert werden, dass die farblich leuchtenden Verschleißdetektionsmittel 2, insbesondere bei Dunkelheit bzw. bei schlechten Sichtverhältnissen zum Beispiel bei Regen oder bei Nebel oder auch bei Verschmutzung der Außenfläche des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1, besser bzw. verlässlicher wahrgenommen werden können als ohne diese Hinterleuchtung. Insbesondere kann die Person bei Dunkelheit bzw. bei schlechten Sichtverhältnissen darauf verzichten, den Kugelkopf 11 der Kugelkopfkupplung 1 zum Beispiel mit einer Taschenlampe anzuleuchten, um die Verschleißdetektionsmittel 2 optisch erkennen zu können. Ebenso kann der Aufwand entfallen, eine verschmutzte Oberfläche des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 reinigen bzw. abwischen zu müssen, um die Verschleißdetektionsmittel 2 optisch erkennen zu können.
Figur 3 zeigt eine schematische seitliche Darstellung, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. In diesem Fall ist der Kugelkopf 11 der Kugelkopfkupplung 1 wie im zweiten Ausführungsbeispiel der Figur 2 beschrieben ausgebildet, was auch für die Erstreckung der Verschleißelemente 20, 21 gilt, welche farblich wie im ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 4 beschrieben oder auch mit der gleichen, unbestimmten Farbe ausgebildet sein können. In jedem Fall erstreckt sich jeweils ein elektrisch leitfähiges Element 23 in Form einer Leiterschleife 23 derart durch das jeweilige zweite, innere Verschleißelement 21 hindurch, dass die Leiterschleifen 23 an der Grenze zwischen dem ersten, äußeren Verschleißelement 20 und dem zweiten, inneren Verschleißelement 21 verläuft bzw. umkehrt. Alle Leiterschleifen 23 sind elektrisch leitfähig mit einer Detektionseinheit 24 verbunden, welche innerhalb des Vertikalhohlraums 12 angeordnet ist und auch als Steuerungseinheit 24 bezeichnet werden kann. Die Detektionseinheit 24 ist signalübertragend mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit 25 verbunden, welche ebenfalls innerhalb des Vertikalhohlraums 12 angeordnet ist und zumindest drahtlose Signale aussenden kann, weshalb die drahtlose Kommunikationseinheit 25 auch als Sendeeinheit 25 bezeichnet werden kann. Sowohl die Detektionseinheit 24 als auch die Sendeeinheit 25 sind elektrisch leitfähig mit der Batterie 26 verbunden und werden durch elektrische Energie der Batterie 26 betrieben.
Erreicht in diesem Fall der Verschleiß der Kugelkopfkupplung 1 an einer Stelle des Kugelkopfes 11 die Verschleißgrenze, so wird hierdurch die entsprechende Leiterschleifen 23 abgerieben und durchtrennt. Seitens der Detektionseinheit 24 kann für jede der Leiterschleifen 23 festgestellt werden, ob die Leiterschleifen 23 durchgängig elektrisch leitfähig geschlossen oder durchtrennt ist. Dies kann beispielsweise durch das Anlegen einer Meßspannung seitens der Detektionseinheit 24 erfolgen. Hierdurch kann seitens der Detektionseinheit 24 für die Stellen des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1, an welchen die Leiterschleifen 23 vorgesehen sind, unterschieden werden, ob dort der Verschleiß ein noch zulässiges Maß aufweist oder nicht. Eine entsprechende Information kann von der Detektionseinheit 24 mittels der Sendeeinheit 25 nach außerhalb der Kugelkopfkupplung 1 drahtlos ausgesendet werden.
Diese Information kann beispielsweise von einem Handgerät wie zum Beispiel von einem mobilen Endgerät wie zum Beispiel von einem Smartphone einer Person bzw. des Kraftfahrers des Zugfahrzeugs empfangen und dort angezeigt werden. Das Aussenden dieser Information kann durchgängig erfolgen, was jedoch den Verbrauch elektrischer Energie erhöhen kann. Das Aussenden dieser Information kann auch erst dann erfolgen, wenn die Person bzw. der Kraftfahrer der erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 durch eine entsprechende Information hierzu auffordert, was ebenfalls seitens des Smartphones erfolgen kann. Hierdurch kann die entsprechende Information bei Bedarf abgefragt werden, was elektrischen Energieverbrauch der erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 reduzieren und damit die Betriebsdauer der Detektionseinheit 24 sowie der Sendeeinheit 25 erhöhen kann.
Diese Information kann beispielsweise auch von einer Steuerungseinheit des Zugfahrzeugs empfangen und dort dem Kraftfahrer angezeigt werden. Auch in diesem Fall kann das Aussenden der Informationen seitens der erfindungsgemäßen Kugelkopfkupplung 1 durchgängig oder erst nach Aufforderung durch die Steuerungseinheit des Zugfahrzeugs erfolgen. In jedem Fall kann die erhaltene Information dem Kraftfahrer des Zugfahrzeugs angezeigt werden, um insbesondere während des Betriebs des Zugfahrzeugs über den verkehrssicheren Zustand der Kugelkopfkupplung 1 informiert zu sein.
In jedem Fall kann seitens der Detektionseinheit 24 zwischen den verschiedenen Leiterschleifen 23 unterschieden werden, sodass in den nach außen ausgesendeten Informationen auch eine Identifikation der jeweiligen Leiterschleifen 23 enthalten sein kann. Erreicht somit eines der ersten, äußeren
Verschleißelemente 20 seine Grenze und die entsprechende Leiterschleifen 23 wird durchtrennt, kann der Person bzw. dem Kraftfahrer konkret mitgeteilt werden, an welcher Stelle des Kugelkopfes 11 der Kugelkopfkupplung 1 der zulässige Verschleiß erreicht bzw. unterschritten wird.
BEZUGSZEICHENLISTE (Teil der Beschreibung)
R radiale Richtung
U Umfangsrichtung
X Längsachse Z vertikale Richtung; Höhe
1 Kugelkopfkupplung
10 Halterung; Verbindungsabschnitt
11 Kugelkopf 12 Vertikalhohlraum; Kernbohrung
13 Horizontalhohlraum des Kugelkopfes 11
2 Verschleißdetektionsmittel
20 erste, äußere (farbliche) Verschleißelemente 21 zweite, innere (farbliche) Verschleißelemente
22 Leuchtmittel; LEDs
23 elektrisch leitfähige Elemente; Leiterschleifen
24 Detektionseinheit; Steuerungseinheit
25 drahtlose Kommunikationseinheit bzw. drahtlose Sendeeinheit 26 elektrischer Energiespeicher; Batterie

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kugelkopfkupplung (1) für ein Zugfahrzeug eines Fahrzeugverbundes mit einem Kugelkopf (10), welcher sich entlang einer Längsachse (X) erstreckt, gekennzeichnet durch wenigstens ein Verschleißdetektionsmittel (2), welches senkrecht zur Längsachse (X) ausgerichtet derart im Kugelkopf (10) angeordnet ist, sodass ein Verschleiß des Kugelkopfes (10) senkrecht zur Längsachse (X) optisch und/oder sensorisch erkannt werden kann.
2. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißdetektionsmittel (2) in wenigstens einem Horizontalhohlraum (16, 17, 18) des Kugelkopfes (10) angeordnet ist, wobei das Verschleißdetektionsmittel (2) wenigstens ein erstes Verschleißelement (20) einer ersten Farbe, welches zwischen dem äußeren Rand des Horizontalhohlraums (16, 17, 18) und einer Verschleißgrenze angeordnet ist, und wenigstens ein zweites Verschleißelement (21) einer zweiten, unterschiedlichen Farbe aufweist, welches innerhalb der Verschleißgrenze angeordnet ist.
3. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißdetektionsmittel (2) wenigstens ein Leuchtmittel (22) aufweist, welches innerhalb des Horizontalhohlraums (16, 17, 18) und/oder innerhalb eines Vertikalhohlraums (14) des Kugelkopfes (10) angeordnet und ausgebildet ist, das erste Verschleißelement (20) durch das zweite Verschleißelement (21) hierdurch zu durchleuchten.
4. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißdetektionsmittel (2), vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums (14), wenigstens einen elektrischen Energiespeicher (26) aufweist, welcher ausgebildet ist, wenigstens das Leuchtmittel (22), vorzugsweise ferner eine Detektionseinheit (24) und/oder eine drahtlose Kommunikationseinheit (25), elektrisch zu versorgen.
5. Kugelkopfkupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißdetektionsmittel (2) in wenigstens einem Horizontalhohlraum (16, 17, 18) des Kugelkopfes (10) angeordnet ist, wobei das Verschleißdetektionsmittel (2) wenigstens ein erstes Verschleißelement (20), welches zwischen dem äußeren Rand des Horizontalhohlraums (16, 17, 18) und einer Verschleißgrenze angeordnet ist, und wenigstens ein zweites Verschleißelement (21) aufweist, welches innerhalb der Verschleißgrenze angeordnet ist, wobei an der Verschleißgrenze wenigstens ein elektrisch leitfähiges Element (23) eines elektrischen Kreises derart angeordnet ist, sodass das elektrisch leitfähige Element (23) durch den Verschleiß des Kugelkopfes (10) durchtrennt wird, wenn der Verschleiß die Verschleißgrenze erreicht, wobei das Verschleißdetektionsmittel (2), vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums (14), eine Detektionseinheit (24) aufweist, welche ausgebildet ist, die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitfähigen Elements (23) zu überwachen und, vorzugsweise beim Durchtrennen des elektrisch leitfähigen Elements (23), eine entsprechende Information auszugeben.
6. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißdetektionsmittel (2), vorzugsweise innerhalb eines Vertikalhohlraums (14), wenigstens eine drahtlose Kommunikationseinheit (25), vorzugsweise eine drahtlose Sendeeinheit (25), aufweist, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Information der Detektionseinheit (24) drahtlos nach außerhalb des Kugelkopfes (10) auszusenden.
7. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationseinheit (25) ausgebildet ist, von außerhalb des Kugelkopfes (10) drahtlos zum Aussenden einer Information der Detektionseinheit (24) aufgefordert zu werden.
8. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlos ausgesendete Information der Detektionseinheit (24) den Zustand des elektrisch leitfähigen Elements (23) und/oder eine aus dem Zustand des elektrisch leitfähigen Elements (23) abgeleitete Information enthält.
9. Kugelkopfkupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wobei das Verschleißdetektionsmittel (2), vorzugsweise wenigstens ein erstes Verschleißelement (20) und ein zweites Verschleißelement (21), wenigstens zwei Mal, vorzugsweise einander diametral zur Längsachse (X) gegenüberliegend, im Kugelkopf (10) angeordnet ist.
10. Kugelkopfkupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wobei das Verschleißdetektionsmittel (2), vorzugsweise wenigstens ein erstes Verschleißelement (20) und ein zweites Verschleißelement (21), wenigstens zwei Mal paarweise, vorzugsweise als Paar einander diametral zur Längsachse (X) gegenüberliegend und besonders vorzugsweise paarweise rechtwinkelig zueinander versetzt, im Kugelkopf (10) angeordnet ist.
11. Kugelkopfkupplung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (24) ausgebildet ist, die elektrische Leitfähigkeit aller elektrisch leitfähigen Elements (23) zu überwachen und, vorzugsweise beim Durchtrennen wenigstens eines der elektrisch leitfähigen Elemente (23), eine entsprechende Information auszugeben.
12. Kugelkopfkupplung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlos ausgesendete Information der Detektionseinheit (24) ferner eine Identifikation des durchtrennten elektrisch leitfähigen Elements (23) enthält.
13. Zugfahrzeug mit einer Kugelkopfkupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
14. Fahrzeugverbund mit einem Zugfahrzeug nach Anspruch 13.
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