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Die
Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung
für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge wie Personenkraftwagen, mit einer Kugelstange
und einem ein Schwenklager aufweisenden Schwenkmechanismus, an dem
die Kugelstange schwenkbar gelagert ist.
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Derartige
Anhängerkupplungen
sind seit geraumer Zeit bekannt, um die Kugelstange, an welcher ein
Anhänger
angekuppelt wird, zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung
zu verstellen. In der Arbeitsstellung steht die Kugelstange in der
Regel nach hinten von dem Fahrzeug vor, wobei an dem freien Ende
der Kugelstange ein Kugelkopf ausgebildet ist, der etwa in der Höhe des Stoßfängers des Kraftfahrzeugs
angeordnet ist. In der Ruhestellung ist die Kugelstange dagegen
in einen Ruheraum hinter dem Stoßfänger oder der Stoßfängerverkleidung
aufgenommen.
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Eine
derartige Anhängerkupplung
ist beispielsweise aus der
EP
0 828 622 B1 bekannt, bei der ein Kugelhals an einem fahrzeugfesten
Schwenklager um eine Schwenkachse drehbar gelagert ist, um den Kugelhals
von einer Arbeitsstellung in eine Ruhestellung und umgekehrt zu
bewegen. Damit der Kugelhals in der Ruhestellung im Wesentlichen
von der Stoßstange
des Fahrzeugs verdeckt ist, ist eine Schwenkachse vorgesehen, welche
an die Gegebenheiten des Fahrzeugs angepasst und in einem bestimmten
Winkelbereich zu der Längs-
und Querachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Dadurch soll eine Schwenkbewegung
für den
Kugelhals vorgegeben werden, mit der der Kugelhals von einer vorgegebenen
Arbeitsstellung vor der Stoßstange
vorbei in eine Ruhestellung geschwenkt werden kann, in der der Kugelhals
und die daran befestigte Kontakteinheit die Bodenfreiheit des Fahrzeugs
so wenig wie möglich
beeinträchtigt.
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Bei
modernen Kraftfahrzeugen mit in der Regel weit nach unten reichenden
Stoßfängerverkleidungen
reicht die durch die schräge
Schwenkachse vorgegebene Bewegungsfreiheit jedoch häufig nicht aus,
um die Kugelstange von der Arbeitsstellung unter dem Stoßfänger unter
Stoßfängerverkleidung
hindurch in eine höher
gelegene Ruhestellung zu verschwenken, in der die Bodenfreiheit
des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt
wird.
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Die
WO 2006/068478 A1 beschreibt
eine Anhängerkupplung
mit einem Schwenklager, an dem die Kugelstange über ein Lager befestigt ist.
Ferner ist in der
DE
103 44 253 A1 eine Anhängevorrichtung für Kraftfahrzeuge
mit einer Steckdose beschrieben, welche über ein Mehrgelenklager einer
Schwenkvorrichtung an dem Querträger
eines Fahrzeugs festgelegt ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anhängerkupplung
der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche einen verbesserten
Schwenkmechanismus aufweist, der eine größere Schwenkbewegung zwischen
der Arbeits- und der Ruhestellung ermöglicht. Dadurch soll erreicht
werden, dass die Kugelstange bei ihrer Bewegung zwischen der Arbeits-
und der Ruhestellung auch den bei modernen Fahrzeugen vorgesehenen
Stoßfängerverkleidungen
ausweichen und in eine besonders hoch liegende Ruhestellung hinter
dem Stoßfänger einschwenken
kann. Außerdem
soll die Anhängerkupplung
flexibel an verschiedene Fahrzeugtypen anpassbar sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Schwenklager ein erstes
Schwenklagergelenk und ein zweites Schwenklagergelenk aufweist,
deren Schwenkachsen parallel zueinander verlaufen, wobei in dem
ersten Schwenklagergelenk ein erstes Gestängeglied und in dem zweiten
Schwenklager ein zweites Gestängeglied
schwenkbar angelenkt sind und das erste Gestängeglied ferner in einem ersten
Kugelstangengelenk und das zweite Gestängeglied ferner in einem zweiten
Kugelstangengelenk an der Kugelstange schwenkbar gelagert sind.
Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, für die Verstellbewegung
der Kugelstange eine Kombination aus einer Rotation und einer Verschiebung
der Kugelstange zu erreichen, bei der durch vergleichsweise kurze
Stellwege des Schwenkmechanismus eine starke Positionsänderung
der Kugelstange möglich
ist, so dass der Verstellweg gegenüber einer einfachen Verschwenkung der Kugelstange
um eine singuläre
Schwenkachse deutlich vergrößert ist.
Außerdem
kann durch Austausch einzelner Gestängeteile, insbesondere des zweiten
Gestängelieds,
eine Änderung
des Bewegungsablaufs hervorgerufen werden und dadurch eine Anpassung
an verschiedene Kraftfahrzeuge erfolgen. Dadurch ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Anhängerkupplung
auch einfach an verschiedene Bewegungsabläufe bzw. Kinematiken anpassbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Anhängerkupplung
verlaufen die Schwenkachsen des ersten Kugelstangengelenks und des
zweiten Kugelstangengelenks parallel zueinander und vorzugsweise
auch parallel zu den Schwenkachsen des ersten und zweiten Schwenklagergelenks.
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Es
hat sich herausgestellt, dass der Verstellweg der Kugelstange dadurch
optimiert werden kann, dass der Abstand zwischen dem ersten und dem
zweiten Schwenklagergelenk an dem Schwenklager von dem Abstand zwischen
dem ersten und zweiten Kugelstangengelenk an der Kugelstange verschieden,
insbesondere kleiner ist. Hierdurch wird die Wirkung der erfindungsgemäß miteinander
kombinierten Rotations- und Verschiebebewegung verbessert. Dazu
kann das erste Kugelstangengelenk an dem dem freien Ende der Kugelstange
mit der Kupplungskugel entgegengesetzten Ende angeordnet sein.
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Ferner
hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste,
an dem ersten Kugelstangengelenk angelenkte Gestängeglied, kürzer ist als das zweite Gestängeglied.
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Um
die erfindungsgemäße Kombination
der Rotationsbewegung mit der Verschiebebewegung der Kugelstange
weiter zu optimieren, ist es sinnvoll, die Kugelstange und das zweite
Gestängeglied
in dieselbe Richtung zu krümmen,
wobei das zweite Gestängeglied
vorzugsweise stärker
gekrümmt
ist als die Kugelstange. Das erste Gestängeglied, welches kürzer ist
als das zweite Ge stängeglied
und bspw. nur einen Bruchteil dessen Länge aufweist, ist vorzugsweise
gerade oder mit einer schwächeren Krümmung als
das zweite Gestängeglied
ausgebildet. Dann kann durch eine Veränderung der Länge und/oder
der Krümmung
des zweiten Gestängeglieds
die Kinematik der Schwenkbewegung der Anhängerkupplung besonders einfach
verändert
werden.
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Da
sich das erste und/oder das zweite Kugelstangengelenk in der Regel
in einem freien, nicht durch ein Gehäuse oder eine Dichtung abgedichteten
Bereich der Anhängerkupplung
befinden und somit dem Schmutz der Straße ausgesetzt sind, ist es sinnvoll,
wenn das erste und/oder zweite Kugelstangengelenk selbstreinigende
Schmierpunkte aufweisen, beispielsweise indem das in die Gelenke
eingebrachte Schmiermittel möglicherweise
in dem Gelenk befindliche Verunreinigungen nach außen spült.
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Zur
Sicherung der Arbeitsstellung und ggf. der Ruhestellung ist an dem
Schwenklager vorzugsweise eine an dem ersten und/oder zweiten Gestängeglied
angreifende Schwenkverriegelung angebracht.
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Diese
Schwenkverriegelung kann in einfacher Weise als Sperrkörper beispielsweise
in Form eines Sperrkeils ausgebildet sein, welcher formschlüssig in
einen Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Gestängeglied
einführbar
ist und in dieser Stellung eine Verdrehung des ersten und/oder zweiten
Gestängeglieds
verhindert.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Schwenkverriegelung als Sperrkörper in Form eines Sperrbolzens
ausgebildet sein, welcher in eine Verriegelungsöffnung in einem Gestängeglied
einführbar
ist. Insbesondere können
auch zwei Sperrbolzen vorgesehen sein, die in das erste und das
zweite Gestängeglied gleichzeitig
eingeführt
werden.
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Dazu
ist vorzugsweise jeweils ein Sperrkörper für das erste und das zweite
Gestängeglied
vorgesehen, wobei jeder Sperrkörper
an einem entgegengesetzten Ende eines Kippglieds angelenkt ist und
wobei das Kippglied zwischen den beiden Sperrkörpern an einem Hubelement angelenkt
ist. Durch das Kippglied sind die beiden als Sperrbolzen bzw. Verriegelungsstifte
ausgebildeten Sperrkörper
voneinander unabhängig,
wobei die entriegelte Stellung für
die beiden Verriegelungsstifte durch Anschläge insbesondere an dem Schwenklager
selbst gewährleistet
ist.
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Um
zusätzlich
eine Rotationsbewegung der Kugelstange um eine im Wesentlichen senkrechte Fahrzeugachse
zu ermöglichen,
kann das Schwenklager erfindungsgemäß drehbar in einem an dem Kraftfahrzeug
festlegbaren Kupplungsgehäuse
gelagert sein, wobei die Drehachse des Schwenklagers vorzugsweise
orthogonal zu den Schwenkachsen des ersten und zweiten Schwenklagers
ausgerichtet ist.
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Zu
Arretierung dieser Rotation kann eine Drehverriegelung für das Schwenklager
vorgesehen sein, die beispielsweise als Schieber zum Lösen eines
gehäusefest
installierten, vorgespannten Riegels ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
können
die Schwenkverriegelung zur Arretierung des ersten und/oder zweiten
Gestängeglieds
und die Drehverriegelung zur Arretierung der Verdrehung des Schwenklagers
ein gemeinsames Betätigungselement
aufweisen, beispielsweise in Form einer Betätigungsstange mit Zahnradübersetzung,
welche auf ein Hubelement der Schwenkverriegelung und einen Schieber
der Drehverriegelung gleichermaßen
einwirkt.
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Zur
Betätigung
der Verstellung der Kugelstange zwischen einer Arbeitsstellung und
einer Ruhestellung ist vorzugsweise ein Antrieb zum Drehen des Schwenklagers,
zum Heben und/oder Senken der Kugelstange und für die Schwenk- oder Drehverriegelung
vorgesehen, der grundsätzlich
manuell oder elektromotorisch ausgebildet sein kann und einer Fernbetätigung der
Anhängerkupplung
dient. Als manueller Antrieb bietet sich ein vorzugsweise aus mehreren
Seilzügen
bestehender Antrieb an, wobei für
die verschiedenen Verstellbewegungen jeweils ein eigener Seilzug
vorgesehen sein kann, der durch ein gemeinsames Betätigungselement
bedienbar ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen
und den Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
auch unabhängig
von deren Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Anhängerkupplung
für Kraftfahrzeuge
in einer dreidimensionalen Ansicht;
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2A bis 2H den
Bewegungsablauf der Verstellung der Anhängerkupplung zwischen einer
Arbeitsstellung in eine Ruhestellung;
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3A bis 3C schematisch
Gestängepositionen
in verschiedenen Positionen während
des Bewegungsablaufs bei der Verstellung der Anhängerkupplung zwischen der Arbeitsstellung
und der Ruhestellung;
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4 eine
Seitenansicht des Gestänges
der Anhängerkupplung
in der Arbeitsstellung;
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5 eine
dreidimensionale Ansicht eines selbstreinigenden Schmierpunkts gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
Verriegelung für
die Anhängerkupplung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
in der verriegelten Ruhestellung;
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7 die
Verriegelung gemäß 6 in
einer entriegelten Stellung;
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8 die
Verriegelung gemäß 6 in
der verriegelten Arbeitsstellung;
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9 eine
Verriegelung für
die Anhängerkupplung
in einer zweiten Ausführungsform
in einer verriegelten Stellung;
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10 die
Verriegelung gemäß 9 in
einer entriegelten Stellung;
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11 eine
dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebs für die Anhängerkupplung;
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12 eine
Seitenansicht des Antriebs gemäß 11;
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13 eine
erste Teilansicht des Antriebsmechanismus gemäß 11 und
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14 eine
zweite Teilansicht des Antriebsmechanismus gemäß 11.
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In 1 ist
eine Anhängerkupplung 1 mit
einer Kugelstange 2 dargestellt, die an ihrem freien Ende
eine Kupplungskugel 3 zum Ankoppeln eines Anhängers, eines
Fahrradständers
oder dergleichen aufweist. Die Kugelstange 2, die in 1 in
der Arbeitsstellung dargestellt ist, lässt sich mittels eines Schwenklagers 4 von
der Arbeitsstellung in eine Ruhestellung überführen. Dazu kann die Kugelstange 2 in
der Höhe
verstellt und gemeinsam mit dem Schwenklager 4 in einem
nicht vollständig
dargestellten Kupplungsgehäuse 20 verdreht
werden (Drehlager). Zur Höhenverstellung
der Kugelstange 2 weist das Schwenklager 4 einen
Schwenkmechanismus 5 auf, an dem die Kugelstange 2 schwenkbar
gelagert ist.
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Der
Schwenkmechanismus 5 des Schwenklagers 4 weist
ein erstes Schwenklagergelenk 6 und ein zweites Schwenklagergelenk 7 auf,
deren Schwenkachsen beabstandet voneinander parallel verlaufen.
In dem ersten Schwenklagergelenk 6 ist ein erstes Gestängeglied 8 und
in dem zweiten Schwenklagergelenk 7 ist ein zweites Gestängeglied 9 schwenkbar
angelenkt. Das zweite Gestängeglied 9 besteht
dabei aus zwei identischen Gliedteilen, die jeweils auf gegenüberliegenden
Seiten der Kugelstange 2 verlaufen.
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Ferner
sind das erste Gestängeglied 8 an dem
dem ersten Schwenklagergelenk 6 entgegengesetzten Ende
in einem ersten Kugelstangengelenk 10 und das zweite Gestängeglied 9 an
seinem dem zweiten Schwenklagergelenk 7 entgegengesetzten Ende
in einem zweiten Kugelstangengelenk 11 schwenkbar an der
Kugelstange 2 angelenkt, welche in diesem Bereich an den
Seiten abgeflacht ist.
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Das
erste Schwenklagergelenk 6 und das erste Kugelstangengelenk 10 an
der Kugelstange 2 sind derart ausgebildet, dass sie das
erste Gestängeglied 8 in
Richtung der Schwenkachsen einfassen. Entsprechendes gilt für das zweite
Schwenklagergelenk 7, wobei in dem zweiten Schwenklagergelenk 7 zwischen
dem ersten Gliedteil und zweiten Gliedteil des Gestängegliedes 9 eine
Hülse in
der Breite der Kugelstange 2 angeordnet ist, so dass die
Gliedteile des zweiten Gestängeglieds 9 in
dem zweiten Kugelstangengelenk 11 von beiden Seiten der Kugelstange 2 angreifen.
Durch diesen Aufbau eines Vier-Glied-Gestänges, das durch an der Kugelstange 2 im
Abstand D2 beabstandeten Kugelstangengelenke 10, 11,
das erste und zweite Gestängeglied 8, 9 und
die in dem Schwenklager 4 im Abstand D1 beabstandeten ersten
und zweiten Schwenklager 6, 7 gebildet wird, wird
die Kugelstange in dem Schwenkmechanismus 5 sicher geführt und
so fixiert, dass sie die beim Ziehen eines Anhängers auftretenden Lasten sicher
aufnehmen kann. Der Abstand D1 ist um ein Vielfaches, etwa das 4-fache,
kleiner als der Abstand D2.
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Das
gesamte Vier-Glied-Gestänge
des Schwenkmechanismus 5 rotiert zusammen mit einer Verriegelung 12 um
eine orthogonal zu den Schwenkachsen des ersten und zweiten Schwenklagergelenks 6, 7 sowie
des ersten und zweiten Kugelstangengelenks 10, 11 von
einer von der Rückseite des
Fahrzeugs vorstehenden Position (Arbeitsstellung) in eine zwischen
dem Stoßfänger und
der Karosserie liegenden Position (Ruhestellung). Dieser Bewegungsablauf
ist in den 2A bis 2H dargestellt,
ausgehend von der Arbeitsstellung in 2A in
der Seitenansicht.
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Zur Überführung der
Kugelstange 2 aus der von hinten an dem Fahrzeug vorstehenden
Arbeitsstellung in die Ruhestellung wird die Kugelstange 2 zunächst abgesenkt,
wie in 2B dargestellt. Dabei bewegen
sich das erste Gestängeglied 8 und
das zweite Gestängeglied 9 in
unterschiedlicher Weise relativ zueinander. In 2A verlaufen
das erste Gestängeglied 8 und
das zweite Gestängeglied 9 im
Bereich des ersten Schwenklagers 6 und des zweiten Schwenklagers 7 nahezu
parallel zueinander. Sobald die Kugelstange 2, wie in 2B dargestellt,
nach unten abgesenkt wird, drehen sich die ersten und zweiten Gestängeglieder 8, 9 in
dem ersten Schwenklager 6 und dem zweiten Schwenklager 7 unterschiedlich
schnell, so dass das erste Gestängeglied 8 und
das zweite Gestängeglied 9 im
Bereich des ersten und zweiten Schwenklagers 7 nahezu senkrecht
zueinander ausgerichtet sind. Die unterschiedlich schnelle Schwenkbewegung
des ersten und des zweiten Gestängeglieds 8, 9 liegt
an der unterschiedlichen Länge
der beiden Gestängeglieder 8, 9,
wobei das Gestängeglied 8 im
Vergleich zu dem Gestängeglied 9 sehr
kurz ausgebildet ist. Ferner ist das erste Gestängeglied 8 gerade
und das zweite Gestängeglied 9 gekrümmt ausgebildet,
wobei die Krümmungsrichtung
des zweiten Gestängegliedes 9 mit der
Krümmungsrichtung
der Kugelstange 2 übereinstimmt.
Der Krümmungsradius
des zweiten Gestängegliedes 9 ist
jedoch stärker
als der Krümmungsradius
der Kugelstange 2, so dass das zweite Gestängeglied 9 auch
in der Arbeitsstellung (2A) nicht an
einer Stoßfängerverkleidung
anstößt. Durch
diese Größen- und
Krümmungsverhältnisse
wird eine optimale Kombination einer Schwenk- und einer Rotationsbewegung
der Kugelstange 2 bei optimaler Raumausnutzung erzeugt.
Durch Vertauschen insbesondere des zweiten Gestängeglieds 9 mit einem Gestängeglied
verschiedener Länge
und/oder Krümmung
kann die Anhängerkupplung 1 optimal
an verschiedene Kraftfahrzeuge angepasst werden.
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Die
Kinematik der Kugelstange 2 findet also auf einer vertikal
rotierenden Ebene statt, die senkrecht zu den Schwenkachsen des
ersten und zweiten Schwenklagers 6, 7 sowie des
ersten und zweiten Kugelstangengelenks 10, 11 steht.
Die Bewegung der Kugelstange 2 wird durch eine Kombination
aus einer Rotation und einer Verschiebung erzeugt. Dies führt dazu,
dass der für
die Verstellung einer Kugelstange 2 benötigte freie Raum verkleinert
wird, bzw. anders ausgedrückt,
dass ein größerer Verstellweg der
Kugelstange 2 bei dem in der Einbausituation zur Verfügung stehenden
Raum erreicht werden kann.
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Dies
ist vorteilhaft, um die Kugelstange 2 unter tief stehenden
Stoßfängern bzw.
Stoßfängerverkleidungen 13 durchzuführen und
sowohl in der Arbeits- als auch in Ruhestellung (verschieden) hoch anzuordnen.
In den 2C und 2D wird
die Verdrehung der Kugelstange 2 unter dem Stoßfänger 13 hindurch
in der Blickrichtung von hinten auf das Fahrzeug dargestellt. Diese
Blickrichtung wird auch für
die weiteren Figuren beibehalten. In 2E wird
die Kugelstange durch eine Betätigung
des Vier-Glied-Gestänges
aus der abgesenkten Position wieder angehoben, wobei in 2E eine
Zwischenstellung dargestellt ist. In 2F ist
eine Stellung erreicht, die von der Höhe her in etwa der Arbeitsstellung
gemäß 2A entspricht.
Aufgrund des vorteilhaften Aufbaus des Vier-Glied-Gestänges aus
dem Schwenklager 4 mit dem ersten und zweiten Schwenklagergelenk 6, 7,
dem ersten Gestängeglied 8,
dem zweiten Gestängeglied 9 und
dem ersten und zweiten Kugelstangengelenk 10, 11 der
Kugelstange 2 ist es sogar möglich, die Kugelstange 2 wie
in 2G gezeigt noch höher zu bewegen, so dass in
der Ruhestellung das erste Gestängeglied 8 im
Bereich des zweiten Schwenklagers 7 gegen das zweite Gestängeglied 9 anstößt.
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In 2G ist
die Verriegelung 12 in einer entriegelten Stellung dargestellt.
Diese Verriegelung 12 wird gemäß 2H in
eine verriegelte Stellung überführt, in
welcher die Kugelstange 2 in ihrer Ruhestellung arretiert
ist.
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In
den 3A, B und C ist der Verstellweg insbesondere des
ersten Gestängegliedes 8 während der
Verstellung von der Arbeitsstellung (3A) in
die Ruhestellung (3C) dargestellt, wobei die Form
der Kugelstange 2 und des Gestängegliedes 9 gegenüber der
zuvor dargestellten Anhängerkupplung
verändert
ist.
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Aufgrund
des größeren Abstands
D2 zwischen dem ersten und dem zweiten Kugelstangengelenk 10, 11 auf
der Kugelstange 2 im Vergleich zu dem Abstand D1 zwischen
dem ersten und dem zweiten Schwenklagergelenk 6, 7 in
dem Schwenklager 4 sowie der größeren Länge des zweiten Gestängegliedes 9 im
Vergleich zu dem ersten Gestängeglied 8 besteht
der Hauptbewegungsanteil der Kugelstange 2 aus einer Rotation
um eine sich in der Nähe des
zweiten Schwenklagers 7 ausbildende Schwenkachse. Aufgrund
der großen
Schwenkbewegung des ersten Gestängegliedes 8,
die zwischen dem Übergang
der 3A zu den 3B und 3C in
dem ersten Schwenklager 6 nahezu einen Schwenkweg von 180° absolviert,
wird diese Rotationsbewegung der Kugelstange 2 durch eine
Verschiebung überlagert,
mit der die sich bildende Gesamt-Schwenkachse
bzw. -Rotationsachse im Bereich des Schwenklagers 4 verschoben
wird. Dies führt
dazu, dass die Kugelstange 2 unter dem Stoßfänger 13 im
Wesentlichen hindurch rotiert und sich in die von dem Stoßfänger 13 abgedeckte
Ruhestellung verschiebt. Hierdurch lässt sich eine höhere Position
der Kugelstange 2 und der Kupplungskugel 3 in
der Ruhestellung im Vergleich zu einer reinen Rotation bei einem
gleichen zur Verfügung
stehenden Freiraum erreichen.
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In 4 ist
das aus dem Schwenklager 4 mit dem ersten Schwenklagergelenk 6 und
dem zweiten Schwenklagergelenk 7, dem ersten Gestängeglied 8, dem
zweiten Gestängeglied 9 und
der Kugelstange 2 mit dem ersten Kugelstangengelenk 10 und
dem zweiten Kugelstangengelenk 11 gebildete Vier-Glied-Gestänge vergrößert dargestellt.
Um den aus einem nur ansatzweise dargestellten Kupplungsgehäuse 20 herausragenden
Teil des Vier-Glied-Gestänges
gegen Verschmutzungen schützen
zu können,
sind an dem Schwenklager 4 oberhalb des ersten und zweiten
Schwenklagergelenks 6, 7 sowie an dem ersten Gestänge 8 und
dem zweiten Gestänge 9 Befestigungsnuten 14 für eine nicht
dargestellte Gummitülle
vorgesehen, welche den Bereich des Schwenklagers 4 mit
dem ersten Schwenklagergelenk 6 und dem zweiten Schwenklagergelenk 7 abdeckt
und vor Verschmutzungen schützt.
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Der
Bereich der Kugelstange 2 mit dem ersten Kugelstangengelenk 10 und
dem zweiten Kugelstangengelenk 11 ist im Betrieb dagegen
nicht durch eine Schutztülle
oder sonstige Abdeckung geschützt und
damit dem Schmutz der Straße
ausgesetzt. Daher sind das erste Kugelstangengelenk 10 und
das zweite Kugelstangengelenk 11, wie in 5 am
Beispiel des ersten Kugelstangengelenks 10 dargestellt, als
selbstreinigender Schmierpunkt ausgebildet, in dem der in dem ersten
Kugelstangengelenk 10 und dem nicht dargestellten ersten
Gestängeglied 8 gelagerte
Bolzen 15 als Schmiermittelverteiler ausgebildet ist. Der
Bolzen 15 sitzt in einer festen Passung in Öffnungen
der Kugelstange 2 und weist zu einer Seite eine entlang
der Bolzenlängsachse
geführte
Eintrittsöffnung 16 für Schmiermittel
auf. Diese Eintrittsöffnung 16 erstreckt
sich in seiner Längsrichtung
bis in die Mitte des Bolzens 15 und mündet dort in eine Austrittsöffnung 17 mit
einer von der Austrittsöffnung 17 um
den Umfang des Bolzens 15 umlaufenden Schmiernut 18.
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Zwischen
dem Bolzen 15 und dem in 5 nicht
dargestellten ersten Gestängeglied 8,
welches den Bolzen im Bereich der Schmiernut 18 umgibt,
ist eine Spielpassung ausgebildet, in welche von außen unter
Umständen
Schmutz eintreten und von innen Schmiermittel über die Nut 18 austreten
kann. Der Lauf des Schmiermittels beim Schmieren des ersten Kugelgelenkes 10 – sowie
analog des zweiten Kugelstangengelenks 11 – ist dabei
wie folgt: Das Schmiermittel wird durch die Eintrittsöffnung 16 eingeführt und
fließt
durch die Austrittsöffnung 17 in
die Schmiernut 18, die mit dem Schmiermittel aufgefüllt wird.
Durch die Spielpassung fließt
das Schmiermittel dann an der Außenfläche des Bolzens 15 und
den den Bolzen 15 tragenden Abschnitten des Kugelhalses 2 entlang
nach außen.
Hierdurch wird in dem Kugelstangengelenk 10, 11 enthaltener
Schmutz nach außen
gespült.
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In 4 ist
ferner eine statische Dichtung 19 zwischen einem oberen,
nicht dargestellten Kunststoffgehäuse und dem ansatzweise dargestellten Gehäuse 20 vorgesehen,
in welcher das Schwenklager 4 aufgenommen ist. Das das
erste Schwenklagergelenk 6 und das zweite Schwenklagergelenk 7 aufweisende
erste Glied des Schwenkmechanismus 5 an dem Schwenklager 4 ist
mittels eines nicht dargestellten O-Rings zu dem Gehäuse 20 abgedichtet, gegenüber dem
es verdreht werden kann. Dazu ist in dem Gehäuse 20 eine Aufnahme 21 für den O-Ring ausgebildet.
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Ferner
ist in 4 dargestellt, dass die Verriegelung 12 eine
Schwenkverriegelung 22 mit einem als Sperrteil ausgebildeten
Sperrkörper 23 aufweist, der
in der in 4 dargestellten Arbeitsstellung
formschlüssig
an Enden des ersten Gestängeglieds 8 und des
zweiten Gestängeglieds 9 derart
angreift, dass diese nicht mehr um das erste Schwenklagergelenk 6 und
das zweite Schwenklagergelenk 7 verdreht werden können.
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Ferner
weist die Verriegelung 12 eine Drehverriegelung 24 auf,
welche das Schwenklager 4 in dem Gehäuse 20 der Anhängerkupplung
arretiert.
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Mit
Bezug auf die 6 bis 8 wird eine erste
Ausführungsform
der Verriegelung 12 beschrieben, welche auch unabhängig von
der zuvor beschriebenen Anhängerkupplung
eigenständig
Gegenstand der Erfindung ist und es ermöglichen soll, durch einen Ver-
und Entriegelungsantrieb sowohl eine Schwenkverriegelung 22 als
auch eine Drehverriegelung 24 zu betätigen.
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Die
Drehverriegelung 24 weist einen Schieber 25 mit
einem vorstehenden Dorn 26 auf, welcher in dem Gehäuse 20 der
Kupplung gelagert und mit einer Feder 27 in Richtung des
Schwenklagers 4 vorgespannt ist (vgl. 1).
Auf dem Schwenklager 4 ist eine mit einem Zahnrad 28 zusammenwirkende Zahnstange 29 derart
verschiebbar geführt,
dass sich die Zahnstange 29 bei einer Drehung des Zahnrads 28 in
Richtung des Dorns 26 auf dem Schieber 25 bewegt
und diesen entgegen der Kraft der Feder 27 nach außen drückt. Dabei
gibt sie das Schwenklager 4 zur Verdrehung frei, wie auch 1 zu
entnehmen ist. Um eine Arretiermöglichkeit
des Schwenklagers 4 in der Arbeits- und der Ruheposition
vorzusehen, sind in dem Schwenklager 4 an den der Arbeitsstellung
und der Ruhestellung zugeordneten Positionen des Schwenklagers 4 Drehverriegelungsausnehmungen 30 ausgebildet,
in welche der mit der Kraft der Feder 27 vorgespannte Schieber 25 eingreifen kann.
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Durch
die Drehverriegelung 24 kann also ein unbeabsichtigtes
Verdrehen der Kugelstange 2 aus der Arbeits- oder der Ruhestellung
verhindert werden.
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Um
zusätzlich
ein unbeabsichtigtes Heben oder Absenken der Kugelstange 2 zu
verhindern, ist die Schwenkverriegelung 22 vorgesehen,
welche einen als Keil ausgebildeten Sperrkörper 23 aufweist, der
formschlüssig
in einen Spalt 31 zwischen dem ersten und dem zweiten Gestängeglied 8, 9 eingreift und
dadurch ein Verdrehen des ersten und zweiten Gestängegliedes
um das erste bzw. zweite Schwenklagergelenk 6, 7 verhindert.
Dabei ist das entsprechende Ende des ersten und zweiten Gestängeglieds 8, 9 derart
ausgeformt, dass sich der Spalt 31 sowohl in der Ruhestellung
(6) und der Arbeitsstellung (8)
ausbildet, wobei die Angrifffläche des
keilförmigen
Sperrkörpers 23 an
dem ersten und zweiten Gestängeglied 8, 9 in
der Arbeitsstellung wesentlich größer ist, so dass in der Arbeitsstellung auch
eine größere Kraft
aufgenommen werden kann. Dies ist erforderlich, um eine Bewegung
der Anhängerkupplung
zuverlässig
zu verhindern, wenn ein Anhänger
an die Anhängerkupplung
angehängt
ist und gezogen wird.
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In
seinem oberen Abschnitt ist der Sperrkörper 23, welcher in
dem Schwenklager 4 mitdrehend ausgebildet ist, als Bolzen
ausgeführt,
der in seinem oberen Bereich einen Zahnstangenabschnitt 32 aufweist,
welcher ebenfalls mit dem Zahnrad 28 zusammenwirkt. Bei
Drehung des Zahnrads 28 wird also gleichzeitig die Zahnstange 29 zum
Lösen der
Drehverriegelung 24 als auch der Zahnstangenabschnitt 32 des
Sperrkörpers 23 zum
Lösen der
Schwenkverriegelung 22 betätigt.
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Zur
Betätigung
des Zahnrads 28 ist dieses mit einem Zahnrad 33 gekoppelt,
das über
einen Zahnstangenabschnitt 34 einer Betätigungsstange 35 gedreht
wird. Die Betätigungsstange 35 ist
durch eine Feder 36 in Richtung der in den 6 und 8 gezeigten
Verriegelungspositionen vorgespannt. Zum Betätigen der Betätigungsstange 35 ist
an dieser ein Seilzug 37 angebracht. Wie in 7 dargestellt,
wird durch Ziehen an dem Seilzug 37 in der durch den langen
Pfeil dargestellten Richtung, d. h. entgegen der Kraft der Feder 36,
das Zahnrad 33 und damit auch das Zahnrad 38 gedreht,
so dass die Zahnstange 29 gegen den Dorn 26 des
Schiebers 25 gedrückt
wird und das Schwenklager 4 zur Drehung um eine in 7 vertikal
verlaufende Achse des Drehlagers freizugeben. Gleichzeitig wird
der Sperrkörper 23 nach
oben gezogen und gibt das erste Gestängeglied 8 und das
zweite Gestängeglied 9 zum Verdrehen
um das erste Schwenklagergelenk 6 und das zweite Schwenklagergelenk 7 frei.
-
Mit
Bezug auf die 9 und 10 wird eine
zweite Ausführungsform
der Verriegelung 12 beschrieben, deren Betätigungsmechanismus
mit der Betätigungsstange 35 und
den zugeordneten Zahnrad- und Zahnstangenelementen identisch ist
und daher nachfolgend nicht näher
beschrieben wird. Auch die nicht mehr dargestellte Drehverriegelung 24 ist
identisch aufgebaut.
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Anstelle
der Schwenkverriegelung 22 ist jedoch eine Schwenkverriegelung 38 vorgesehen,
die anstelle eines Keils als Sperrkörper 23 zwei Sperrbolzen 39 aufweist,
die in Verriegelungsöffnungen 40 in dem
ersten Gestängeglied 8 und
dem zweiten Gestängeglied 9 eingreifen,
um letztere zu verriegeln. Dazu sind Verriegelungsöffnungen 40 jeweils
in der Arbeitsstellung und der Ruhestellung des ersten und zweiten
Gestängeglieds 8, 9 vorgesehen.
Der Sperrkörper
bzw. -bolzen 39 für
das erste Gestängeglied 8 und
der Sperrkörper
bzw. -bolzen 39 für
das zweite Gestängeglied 9 sind
kippbar jeweils an einem entgegengesetzten Ende eines Kippglieds 41 angelenkt. Das
Kippglied 41 selbst ist in der Mitte zwischen den beiden
Sperrkörpern 39 an
einem Hubelement 42 angelenkt, wobei die Schwenkachsen
der Sperrbolzen 39 und des Kippgliedes 41 an dem
Hubelement 42 jeweils dieselbe Richtung aufweisen.
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Das
Hubelement 42 weist in seinem oberen Bereich einen mit
dem Zahnrad 28 zusammenwirkenden Zahnstangenabschnitt 32 auf,
so dass durch eine Drehung des Zahnrads 28 das Hubelement 42 gehoben
und gesenkt wird. Bei dem Heben des Hubelements 42 werden
die Sperrbolzen 39 aus den Verriegelungsöffnungen 40 des
ersten und des zweiten Gestängeglieds 8, 9 herausgezogen,
so dass diese um das erste Schwenklagergelenk 6 und das zweite
Schwenklagergelenk 7 gedreht werden können. Diese Stellung ist in 10 dargestellt.
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Durch
das Vorsehen des Kippelementes 41 wird erreicht, dass bei
einem Verkanten eines Sperrbolzens 39 in einer der Öffnung 40 erst
der andere Sperrbolzen 39 aus der Verriegelungsöffnung 40 gezogen
wird, bis dieser an dem Lagerelement 4 anstößt. Anschließend wird
durch die Kippwirkung eine erhöhte
Kraft auf den zweiten Sperrbolzen 39 ausgeübt und dieser
aus der Verriegelungsöffnung 40 gezogen,
in der er leicht verkantet war.
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Es
ist möglich,
die Verriegelungsöffnung 40 in
der Ruheposition des ersten und zweiten Gestängeglieds 8, 9 wesentlich
kleiner auszubilden als in der Arbeitsstellung, in der durch die
Verriegelung die Zugkräfte
eines an der Anhängerkupplung 1 angehängten Anhängers aufgenommen
werden müssen. In
diesem Fall könnte
der Sperrbolzen 39 an seiner der Verriegelungsöffnung 40 zugewandten
Unterseite einen Stift in der Abmessung der Verriegelungsöffnung 40 in
der Ruhestellung aufweisen, der diese festlegt. Die Verriegelungsöffnung 40 in
der Arbeitsstellung weist dann eine diesern Stift entsprechende tiefer
gehende Bohrung auf, so dass der Stift mit in die Verriegelungsöffnung 40 in
der Arbeitsstellung aufgenommen werden kann.
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Abschließend wird
noch ein als Seilzug ausgebildeter Antrieb 46 für die Anhängerkupplung
zur Verstellung der Anhängerkupplung 1 zwischen
einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung beschrieben. Wie in 1 dargestellt,
sind zur Verstellung an der Anhängerkupplung 1 insgesamt
vier Seilzüge vorgesehen.
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Der
bereits beschriebene Seilzug 37 greift an der Betätigungsstange 35 an
und bewirkt bei Ziehen an dem Seilzug 37 eine Entriegelung
der Schwenkverriegelung 22, 38 und der Drehverriegelung 24.
-
Ein
weiterer Seilzug 43 ist an der Kugelstange 2 festgelegt
und bewirkt bei Ziehen an dem Seilzug 43 ein Heben der
Kugelstange. Die entgegengesetzte Bewegungsrichtung, d. h. das Absenken
der Kugelstange 2, erfolgt aufgrund der Gewichtskraft der
Kugelstange 2 von alleine.
-
An
dem Umfangsrand des Schwenklagers 4 sind in entgegengesetzter
tangentialer Richtung zwei Seilzüge 44, 45 vorgesehen,
die dazu dienen, das Schwenklager 4 in dem Gehäuse 20 in
zwei verschiedene Drehrichtungen zu verdrehen.
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Zum
Antreiben der Seilzüge 37, 43, 44 und 45 ist
ein manueller Antrieb 46 vorgesehen, der in 11 dargestellt
ist und der vier Eingangsbuchsen 47 für den Seilzug 37,
den Seilzug 43, den Seilzug 44 und den Seilzug 45 aufweist.
Der Seilzug 43 zum Heben und Senken der Kugelstange 2 ist
an einem drehbar gelagerten Steuerrad 48 festgelegt, welches einen
Mitnehmer zum Heben und Senken der Anhängerkupplung 2 aufweist
(vgl. auch 13).
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Die
Seilzüge 44 und 45 zum
Drehen der Anhängerkupplung 1 von
der Arbeitsstellung in die Ruhestellung bzw. von der Ruhestellung
in die Arbeitsstellung sind an einem Genfer Rad 49 festgelegt,
welches durch ein Antriebselement 50 in Form einer versetzten
Welle betätigt
wird (vgl auch 14). Durch eine ebenfalls mit
dem Steuerrad 48 mitgedrehte Blockierscheibe 51 wird
das Genfer Rad 49 dann blockiert, wenn die Anhängerkupplung 2 sich
von der Rotationsbewegung her in einer ihrer Endpositionen befindet,
so dass ein Weiterdrehen des Steuerrades 48 dann ein Heben
und Senken der Kupplungsstange 2 bewirken soll.
-
Die
Entriegelung der Anhängerkupplung 1 über den
Seilzug 37 wird dadurch erreicht, dass der Seilzug 37 in
einem aufklappbaren Handgriff 52 des Antriebs 46 derart
festgelegt ist, dass der Führungsweg
des Seilzuges 37 im ausgeklappten Zustand länger ist
als im eingeklappten Zustand, so dass während des Hochklappens des
Handgriffes 52 ein Zug auf den Seilzug 37 ausgeübt wird,
der eine Entriegelung der Verriegelung 12 in der bereits
beschriebenen Weise bewirkt.
-
Dieser
Antrieb 46 ist besonders vorteilhaft für die zuvor beschriebene Anhängerkupplung 1.
Diese kann jedoch auch mit anderen Antriebsmechanismen, insbesondere
auch motorischen Antrieben, betätigt
werden.
-
Durch
die aufgrund des Vier-Glied-Gestänges
vorgegebene Kinematik ist es mit der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung 1 besonders
einfach möglich,
einen großen
Verstellweg zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung zu überwinden und
insbesondere eine sehr hoch angeordnete Ruhestellung im Fahrzeug
zu erreichen, welche die Bodenfreiheit des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt.
Dabei kann die Anhängerkupplung
einfach auf verschiedene Fahrzeugtypen angepasst werden, indem insbesondere
das zweite Gestängeglied 9 in
der Länge und
Art der Krümmung
an die verschiedenen Fahrzeugtypen angepasst wird. Die übrigen Teile
der Anhängerkupplung 1 können unverändert bleiben,
so dass sich diese universell für
die an verschiedenen Fahrzeugen zu erzeugenden Bewegungsabläufe verwenden
lassen.
-
- 1
- Anhängerkupplung
- 2
- Kugelstange
- 3
- Kupplungskugel
- 4
- Schwenklager
- 5
- Schwenkmechanismus
- 6
- erstes
Schwenklagergelenk
- 7
- zweites
Schwenklagergelenk
- 8
- erstes
Gestängeglied
- 9
- zweites
Gestängeglied
- 10
- erstes
Kugelstangengelenk
- 11
- zweites
Kugelstangengelenk
- 12
- Verriegelung
- 13
- Stoßfänger
- 14
- Befestigungsnut
- 15
- Bolzen
- 16
- Eintrittsöffnung
- 17
- Austrittsöffnung
- 18
- Schmiernut
- 19
- statische
Dichtung
- 20
- Gehäuse
- 21
- Aufnahme
- 22
- Schwenkverriegelung
- 23
- Sperrkörper, Sperrkeil
- 24
- Drehverriegelung
- 25
- Schieber
- 26
- Dorn
- 27
- Feder
- 28
- Zahnrad
- 29
- Zahnstange
- 30
- Drehverriegelungsausnehmungen
- 31
- Spalt
- 32
- Zahnstangenabschnitt
des Sperrkörpers
- 33
- Zahnrad
- 34
- Zahnstangenabschnitt
- 35
- Betätigungsstange
- 36
- Feder
- 37
- Seilzug
- 38
- Schwenkverriegelung
- 39
- Sperrbolzen
- 40
- Verriegelungsöffnung
- 41
- Kippglied
- 42
- Hubelement
- 43
- Seilzug
- 44
- Seilzug
- 45
- Seilzug
- 46
- manueller
Antrieb
- 47
- Eingangsbuchsen
- 48
- Steuerrad
- 49
- Genfer
Rad
- 50
- Antriebselement
- 51
- Verriegelungsscheibe
- 52
- Handgriff