NL1005437C2 - Afneembare trekhaak. - Google Patents

Description

5 I.

Afneembare trekhaak

De uitvinding heeft betrekking op een afneembare trekhaak voor een voertuig, in het bijzonder voor een personenauto, waarbij de kogelstang met zijn vrije uiteinde snel en zonder gebruik van gereedschappen losneembaar kan worden verbonden aan het vaste trekhaakgedeelte door het handmatig inbrengen van dit vrije uiteinde in een opnamehuis dat 10 deel uitmaakt van het vaste trekhaakgedeelte.

Er zijn op dit moment vele afneembare systemen op de markt die men naar funktionele kwaliteit zou kunnen opdelen in twee groepen, namelijk : - De vrij eenvoudig en goedkoop te vervaardigen constructies waarbij de bedrijfszekerheid door middel van dubbele vergrendeling wel gewaarborgd is, maar waarbij na montage de kogelstang niet spelingsvrij is gekoppeld, waardoor tijdens het rijden op slechte wegen het rammelen van de kopeling hoorbaar is.

- De groep van kwalitatief hoogwaardige systemen waarbij de kogelstang gedurende 20 de levensduur spelingsvrij en onder voorspanning gekoppeld is aan het opnamedeel zodat de wisselende belastingen tijdens bedrijf niet leiden tot rammelgeluiden.

Van deze groep kan men stellen dat de systemen in het algemeen complex zijn en dat de vervaardiging ervan zeer kostbaar is. Een ander nadeel van deze constructies is vaak dat zij de neiging hebben zich na langdurige wisselende belastingen vast te 25 werken.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de groep van de kwalitatief hoogwaardige en spelingsvrije koppelingen.

30 Het primaire doel van deze uitvinding is een kwalitatief hoogwaardige maar eenvoudig en goedkoop te vervaardigen demonteerbare trekhaak te verschaffen, waarbij de koppeling automatisch en op een spelingsvrije en stabiele wijze tot stand wordt gebracht door het handmatig inbrengen van de kogelstang in het opnamehuis.

1005437 2.

Daarnaast is het doel van de uitvinding om de diverse individuele voordelen van de verschilende constructies, zoals die bekend zijn uit de inmiddels wel zeer brede stand 5 der techniek zoveel mogelijk te combineren in een nieuw systeem, daarbij de individuele nadelen van de verschillende systemen trachtend zoveel mogelijk te elimineren.

In concreto opgesomd zijn de doelstellingen van deze vinding de volgende : 10 - Goedkoop en eenvoudig vervaardigbaar door : * Simpele constructie * Minimum aan verspanende bewerkingen * Minimum aantal onderdelen.

- Ongevoeligheid voor fabricagetoleranties 15 - Robuustheid van ontwerp en fabricageprocessen - Spelingsvrije en voorgespannen stabiele verbinding - Geen neiging tot vastwerken .

- Minimale afmetingen van het huis in verband met inbouwruimte - Ongevoeligheid voor zand, stof en water.

20

Hiertoe wordt bij de demonteerbare trekhaak overeenkomstig de uitvinding (zie figuur 1) gebruik gemaakt van een kogelstang welke een drietal verspanvlakken (2, 3 en 6) bevat die bij het koppelen op aanslag komen met een drietal overeenkomstige aanslagvlakken (4, 5 en 7) van het in doorsnede rechthoekig en gesloten opnamehuis, waarbij de eerste twee 25 verspanvlakken (2 en 3) op de kogelstang op aanslag komen met twee aanslagvlakken (4 en 5) welke zich op de kopse voorkant van het opnamehuis bevinden terwijl het derde verspanvlak (6) dat zich achterop de kogelstang bevindt op aanslag komt met het aanslagvlak (7) dat zich aan de achterzijde en in het bovenvak van het opnamehuis bevindt. Vervolgens wordt bij de demonteerbare trekhaak volgens de uitvinding de verspanning tot 30 stand gebracht doordat bij het monteren van de kogelstang in het opnamehuis aan de onderzijde van de kogelstang een verspanlichaam (8) naar buiten treedt in een richting loodrecht op de as van de kogelstang, welk verspanlichaam zich vervolgens afzet tegen de inwendige vlakke onderzijde van het huis, daarbij de kogelstang omhoogduwend totdat het 1005437 3.

schuine verspanvlak (6) dat zich aan de bovenzijde achterop de kogelstang bevindt komt aan te liggen tegen het overeenkomstige schuine aanslagvlak (7) dat zich aan de achterzijde 5 in het bovenvlak van het huis bevindt, waarbij de schuinterichting van de beide genoemde vlakken zodanig is dat de kogelstang daardoor naar achter wordt getrokken, met als gevolg dat de andere twee verspanvlakken op de kogelstang worden aangespannen tegen de overeenkomstige verspanvlakken die zich aan de kopse voorkant van het opnamehuis bevinden, waarmee de verspanning voltooid is.

10 Op bovenbeschreven wijze kan een spelingsvrije en voorgespannen stabiele verbinding verkregen worden tussen het afneembare haakgedeelte en het vast aan het voertuig verbonden opnamehuis. Deze spelingsvrije en voorgespannen stabiele verbinding zal gedurende de gehele levensduur van de trekhaak gehandhaafd blijven omdat een eventuele slijtage op de aanlegvlakken automatisch gecompenseerd wordt doordat de wigvormige 15 schuifkop, welke onder veerspanning staat, het verspanlichaam bij slijtage steeds verder naar buiten zal duwen. Uit beproevingen is gebleken dat het beschikbare "verspangebied" ruimschoots voldoende is voor de slijtage gedurende de levensduur.

Door het feit dat het afneembare haakgedeelte slechts één uitwendig bewegend onderdeel bevat van minimale afmetingen, dat bovendien in gekoppelde toestand geheel 20 beschermd wordt door het in doorsnede gesloten opnamehuis, is de gevoeligheid van deze constructie voor zand, stof en vuil tot een minimum beperkt. Het opnamehuis wordt daarbij aan de kopse voorkant bij gekoppelde haak vrijwel volledig door de haak zelf afgesloten.

De open achterzijde van het opnamehuis zal over het algemeen goed beschermd zijn door de bumper van het voertuig waarin het opnamehuis zich meestal bevindt. Eventueel kan, 25 indien gewenst, de achterzijde van het opnamehuis op eenvoudige wijze worden afgesloten door bijvoorbeeeld een kunststof afdekplaatje.

Een uitvoeringsvorm van de trekhaak overeenkomstig de uitvinding heeft als bijzonderheid dat het opnamehuis gevormd is uit een in doorsnede rechthoekig en gesloten buisprofiel 30 waarin alle aanslagvlakken zowel aan de kopse voorzijde van het huis als aan de achterzijde van het huis gevormd zijn door uitsluitend een persbewerking met een doom en een matrijs. Wanneer de aanslagvlakken aan de kopse voorzijde van het huis gekozen worden in het onder- en bovenvlak ontstaat het opnamehuis zoals getekend in figuur la.

1005437 4.

Uit deze figuur blijkt tevens dat op deze wijze minimale afmetingen van het huis verkregen kunnen worden. De binnenafmetingen van het huis zijn, behoudens een geringe speling, 5 slechts gelijk aan de afmetingen van het uiteinde van de kogelstang.

Een ander voordeel van de uitvoeringsvorm van de trekhaak zoals getekend in figuur 1 is dat de gevoeligheid voor fabrikagetoleranties met betrekking tot de verspanfunctie beperkt kan zijn doordat het gehele bovenvlak van de kogelstang inclusief de twee verspanvlakken (2) en (3) in één opspanning gefreesd kunnen worden, waarna dit gehele vlak als aanlegvlak 10 kan dienen voor de ffeesbewerking van het derde verpanvlak (6), terwijl de overeenkomstigeaanslagvlakken (4), (5) en (7) van het opnamehuis in één persbewerking gevormd worden.

Bij een verdere vereenvoudiging om te komen tot een in doorsnede rechthoekige 15 opnamehuis (zie figuur 2) kan gebruik gemaakt worden van de altijd op de dwarsbuis (19) van de trekhaak aanwezige dwarsplaten (20 en 21), waartussen normaliter het opnamehuis gelast wordt, welke dwarsplaten direct kunnen dienen als de zijwanden van het opnamehuis. In dat geval worden slechts de voorgevormde onder- en bovenwand (22 en 23) van het opnamehuis tussen de dwarsplaten op de trekhaak gelast, waarmee de rechthoekige en 20 gesloten doorsnede van het opnamehuis verkregen wordt. De onder- en bovenwand met aanlegvlakken kunnen op verschillende manieren eenvoudig en goedkoop vervaardigd worden. Ze kunnen vervaardigd worden uit metaalstrip van de juiste breedte door een afkort- en een persbewerking of, bij grote aantallen als sinterproduct vervaardigd worden, of door een gewalsd of een geextrudeerd vormprofiel op de juiste lengte af te korten. Het 25 aldus beschreven huis is te zien in figuur 2.

Bij het op op deze wijze verkregen opnamehuis zijn de benodigde afmetingen van het opnamegedeelte van de trekhaak nog verder verkleind ten opzichte van de eerder beschreven uitvoering van het opnamehuis.

30 Bij nog een andere uitvoering van de trekhaak volgens de uitvinding (zie figuur 3) kan gebruikgemaakt worden van de uit de stand der techniek bekende cilindrische nokken (24) die aan de zijkant van de kogelstang bevestigd zijn (EP 0223996) en die in gekoppelde toestand aanliggen op de cilindrische uitsparingen (25) die zich aan de kopse voorkant van 1005437 5.

het opnamehuis bevinden. Bij deze uitvoering kan het derde verspanvlak in het opnamehuis weer geplaatst zijn zoals hierboven beschreven, namelijk aan de achterzijde en in het 5 bovenvlak van het opnamehuis. Hoewel deze uitvoering met de voorkeur geniet kan het opnamehuis toch op eenvoudige wijze gevormd worden uit rechthoekige buis waarin door middel van een persbewerking met doom en matrijs aan de achterzijde het verspanvlak gevormd wordt en waarin aan de kopse voorzijde door middel van verspanende bewerking de cilindrische uitsparingen in de zijvlakken van het huis gevormd worden.

10 Ook bij deze uitvoering kunnen de voordelen van de minimale afmetingen en de bescherming tegen vuil behouden blijven.

Een voorkeurs uitvoeringsvorm van de trekhaak volgens de uitvinding (zie figuur 1) heeft als bijzonderheid dat het verspanlichaam dat aan de onderkant van de kogelstang kan 15 uittreden uit een cilindrische rol (8) bestaat die in een verticale rechthoekige schacht (9) geleid wordt en die bij het koppelen of vergrendelen naar buiten wordt gedrukt door de wigvormige kop (10) van een schuifstuk (11) dat zich axiaal kan bewegen en gelagerd is in de kogelstang. Het schuifstuk zelf wordt aangedreven door een drukveer (12), in het geval van de automatische vergrendeling, of door een tandwiel (13) dat via een as verbonden is 20 met een draaiknop (14) en dat samenwerkt met de heugelvertanding (15) die zich op het schuifstuk bevindt (in het geval van manuele ontgrendeling). De wigvormige kop van het schuifstuk (zie figuur lb) is hierbij voorzien van een speciale gecurvede vorm waarin 3 functionele vlakken herkenbaar zijn namelijk een progressief verlopend vlak (16) dat bij de eerste axiale verplaatsing van het schuifstuk zorgdraagt voor een snelle uitstoot van de rol 25 uit de kogelstang, een horizontaal rustvlak (17) waarin een kleine verdere axiale verplaatsing van het schuifstuk geen verticale verplaatsing van de rol veroorzaakt en vervolgens het werkelijke verspanvlak (18) dat vanwege de kleine oploophoek de relatief kleine axiale veerkracht op het schuifstuk kan omzetten in een grote verspankracht. Het horizontale rustvlak (17) dat zich tussen de beide oploopvlakken bevindt vervult hierbij een 30 borgingsfiinctie. Onder normale bedrijfsomstandigheden is de spelingsvrij verspannen en geborgde toestand gewaarborgd doordat de horizontale component van de krachten die via de rol op het schuifstuk worden overgebracht kleiner is dan de som van de veerkracht die op het schuifstuk werkt en de wrijvingskrachten die overwonnen dienen te worden bij het 1005437 6.

axiale verschuiven van het schuifstuk. Wanneer echter onder bijzondere omstandigheden de op de kogelstang werkende krachten toch aanleiding zouden geven tot het terugschuiven 5 van het schuifstuk in de ontgrendelingsrichting zal deze beweging automatisch tot stilstand komen wanneer de schuifkop een zodanige verplaatsing naar rechts heeft aangenomen dat de contactlijn tussen de rol en het schuifstuk zich verplaatst heeft van het schuine verspanvlak naar het horizontale rustvlak, waardoor de horizontale component van de op de schuifkop werkende kracht wegvalt. In dat geval is de som van de veerkracht en de 10 wrijvingskrachten overheersend, waarmee de borgingsfiinctie is veiliggesteld.

Een belangrijk voordeel van de in de schacht geleide cilindrische rol als verspanlichaam is dat hierbij de neiging van het systeem tot vastwerken onder dynamische omstandigheden sterk onderdrukt wordt, bij een juiste uitvoering zelfs volledig verdwenen is. De verklaring hiervoor is de volgende . Bij het vastwerken van een systeem onder 15 dynamische omstandigheden speelt het optreden van microscopisch lassen op de contactvlakken van het spanlichaam een overwegende rol. Dit microscopisch lassen wordt veroorzaakt doordat in de contactvlakken van spanlichaam en opnamehuis microglijbewegingen optreden, veroorzaakt door de wisselende bedrijfsbelastingen op de kogelstang, in combinatie met zeer hoge plaatselijke drukspanningen (Hertze belastingen). 20 Door deze combinatie van voortdurende microglijbewegingen en hoge Herze belastingen zal elk eventueel aanwezig smeermiddel of verontreiniging op de contactvlakken uiteindelijk volledig verdwijnen waardoor maagdelijk metallisch contact ontstaat. Op deze plaatsen ontstaan dan vervolgens microscopische lasverbindingen waardoor het ontgrendelen van de trekhaak bemoeilijkt wordt of in sommige gevallen zelfs niet meer 25 mogelijk is zonder gebruik van extreme bedieningskracht en eventuele stoten op de kogelstang met een zwaar voorwerp.

Bij de rol-schacht constructie volgens de uitvinding wordt de verspankracht die in bovenwaartse richting door het huis op het uiteinde van de kogelstang uitgeoefend wordt, overgebracht via een rollend tussenelement. Het voordeel daarvan is dat eventuele 30 microbewegingen tussen de verschillende delen, ontstaan door de wisselende bedrijfsbelasting, niet leiden tot glijdende bewegingen in de contactvlakken, maar tot microscopische rolbewegingen van de rol. Hiermee vervalt een belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van microscopisch lassen. Eveneens van belang voor het ontgrendelen 1005437 7.

met geringe kracht is, dat de rol met enige radiale speling in de schacht ligt. Wanneer nu bij het ontgrendelen,door het handmatig draaien van de bedieningsknop het schuifstuk 5 teruggetrokken wordt, zal de rol, welke onder drukspanning staat tussen de schuifkop en de bodem van het opnamehuis, in eerste instantie een rolbeweging uitvoeren, waardoor een eerste ontspanning zal plaatsvinden.Wanneer de rol na deze eerste rolbeweging komt aan te liggen tegen de rechter wand van de schacht zal er vervolgens glijding plaatsvinden over de contactvlakken. Op dat moment echter is de belangrijkste belasting reeds verdwenen en 10 zullen de wrijvingskrachten welke overwonnen dienen te worden reeds sterk verminderd zijn. Het is uit beproevingen gebleken dat bij de trekhaak volgens de uitvinding met de rol-schacht constructie het vastwerken van de kogelstang, zelfs onder extreme wisselende belastingen, niet meer plaatsvindt. Hiermede is een belangrijke doelstelling van de uitvinding verwezenlijkt.

15 Bij voorkeur wordt de verticale schacht in de kogelstang, waarin de rol geleid wordt, gedeeltelijk gevormd door een separaat inzetstuk dat op goedkope wijze vervaardigd kan worden, bijvoorbeeld d.m.v. het spuitgietproces en dat later, op enigerlei wijze, aan het daartoe uitgefreesde uiteinde van de kogelstang bevestigd kan worden, waarmee de verticale schacht voltooid wordt.

20

Bij een uitvoeringsvorm van de trekhaak volgens de uitvinding (zie figuur 4) bestaat het verspanlichaam uit een speciaal gevormd schijfje (26) dat door de wigvomige kop van een schuifstuk zoals hierboven reeds omschreven, gedeeltelijk naar buiten kan worden gedreven, daarbij een roterende beweging makend om de as van een komgewricht (27) dat 25 gevormd is in het als spuitgietwerk uigevoerde inzetstuk (28) in de kogelstang.

De ruimte waarin het schijfje zich bevindt en waarin het verdraaibaar is tussen twee uiterste grenzen, wordt voor een deel begrensd door een speciale uitfrezing in de kogelstang en voor het andere deel door een bij voorkeur met het spuitgietproces vervaardigd inzetstuk dat op enigerlei wijze vast verbonden is met de kogelstang.

30 1005437

Claims (10)

1. Afneembare trekhaak voor een voertuig, in het bijzonder voor een personenauto, 5 waarbij de kogelstang met zijn vrije uiteinde losneembaar kan worden verbonden met een vast aan het voertuig verbonden, in doorsnede rechthoekig en gesloten opnamehuis, dat aan de kopse voorkant is voorzien van twee aanslagvlakken waartegen de zich op de kogelstang bevindende overeenkomstige aanslagvlakken in gekoppelde toestand op aanslag liggen, met het kenmerk, dat de spelingsvrije 10 verspantoestand bereikt wordt doordat aan het uiteinde en aan de onderzijde van de kogelstang een verspanlichaam naar buiten gedrukt wordt door de wigvormige kop van een axiaal in de kogelstang verplaatsbaar en door veerkracht aangedreven schuifstuk, in een richting loodrecht op de as van de kogelstang, waarbij het verspanlichaam zich vervolgens afzet tegen de inwendige vlakke onderzijde van het 15 in doorsnede rechthoekig en gesloten opnamehuis, daarbij de kogelstang omhoogduwend totdat een schuin aanslagvlak dat zich bovenop en aan de achterzijde van de kogelstang bevindt op aanslag komt met een overeenkomstig schuin aanslagvlak dat zich aan de achterkant en in het bovenvlak van het huis bevindt, waarbij de schuinterichting van de beidegenoemde aanslagvlakken zodanig is dat de 20 kogelstang daardoor naar achter wordt getrokken, met als gevolg dat de eerstgenoemde twee aanslagvlakken op de kogelstang worden aangespannen tegen de overeenkomstige aanslagvlakken welke zich op de kopse voorkant van het huis bevinden (zie figuren 1 t/m 4).

2. Trekhaak volgens conclusie 1) met het kenmerk dat het opnamehuis gevormd is uit rechthoekige buis als uitgangsmateriaal waarin de aanslagvlakken gevormd zijn door pers- en of verspanende bewerking.

3. Trekhaak volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat de aanslagvlakken op de 30 kopse kant van het huis zich bevinden in het onder- en bovenvlak van het huis 1005437 9.

4. Trekhaak volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat de aanslagvlakken op de kopse kant van het huis zich bevinden in de zijvlakken van het huis en zijn uitgevoerd als cilindrische of min of meer cilindrische uitsparingen waarin zijdelings aan de 5 kogelstang bevestigde cilindrische of min of meer cilindrische nokken op aanslag liggen.

5. Trekhaak volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk dat het in doorsnede rechthoekig en gesloten opnamehuis niet is vervaardigd als een separaat deel dat later 10 aan de trekhaak wordt bevestigd tussen twee dwarsplaten aan de dwarsbuis van de trekhaak maar dat wordt verkregen door het voorgevormde onder- en bovenvlak van het huis direct in de juiste positie te lassen tussen genoemde dwarsplaten aan de dwarsbuis van de trekhaak, waardoor deze dwarsplaten tevens dienen als de zijwanden van het opnamehuis 15

6. Trekhaak volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het verspanlichaam dat aan de onderzijde van de kogelstang tijdens het verspannen naar buiten treedt uit een cilindrische rol bestaat die geleid wordt in een verticale rechthoekige schacht in de kogelstang. 20

7. Trekhaak volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de verticale schacht waarin de rol zich beweegt, is uitgevoerd als een een separaat inzetstuk, dat op goedkope wijze vervaardigd kan worden, bijvoorbeeld d.m.v. het spuitgietproces en dat op enigerlei wijze bevestigd kan worden aan de onderzijde en aan het uiteinde van de trekhaak. 25

8. Trekhaak volgens een der conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk dat het verspanlichaam dat aan de onderzijde van de kogelstang tijdens het verspannen naar buiten treedt, uit een om een komgewricht roteerbaar schijfje bestaat, dat naar buiten kan worden gedrukt, daarbij roterend om het komgewricht, door de wigvormige kop van een axiaal 30 in de kogelstang verplaatsbaar en door veerkracht aangedreven schuifstuk. 1005437 10.

8.

9. Trekhaak volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de begrenzing van de ruimte waarin het roteerbare schijfje zich kan bewegen voor een deel gevormd is uit een vormgefreesd vlak in de kogelstang en voor een deel gevormd is uit een separaat 5 inzetstuk in de kogelstang dat op goedkope wijze vervaardigd kan worden met het spuitgietproces.

10 In dwarsdoorsnede gesloten en rechthoekig opnamehuis (zie figuur 2) voor een afneembare trekhaak, waarbij de spelingsvrije verspanning van de trekhaak in het 10 opnamehuis plaatsvindt doordat een drietal vaste aanlegvlakken op de trekhaak worden aangespannen tegen een drietal overeenkomstige aanslagvlakken in het opnamehuis, waarvan er twee gelegen zijn aan de kopse voorkant van het opnamehuis in het boven- en ondervlak en één aan de achterzijde van het opnamehuis in het bovenvlak, welke aanspanning wordt geïnitieerd doordat de achterzijde van de 15 kogelstang bij het verspannen naar boven wordt gedrukt door een verspanmechanisme in de kogelstang dat zich in benedenwaartse richting afeet tegen de binenkant van het opnamehuis, met als kenmerk dat de onder- en bovenzijde van het opnamehuis waarin zich de spanvlakken bevinden uit separaat vervaardigde vormdelen bestaan welke direct bevestigd worden tussen aan de dwarsbuis van de trekhaak bevestigde 20 steunplaten. 25 30 1005437 >