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Anhängerkupplung Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung, durch
welche eine Triebwelle zentral hindurchgeführt ist und die ein Kupplungsgelenk zum
gelenkigen zug- und schubfesten Verbinden mit einer Anhängergabel sowie zum Ankuppeln
der Triebwelle an die Antriebswelle eines Anhängers aufweist.
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Insbesondere bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Geräten muß des
öfteren die Drehbewegung einer Zapfwelle am Zugfahrzeug auf das angehängte Gerät
bzw, einen Anhänger übertragen werden. Da zwischen Zugfahrzeug und Anhänger bzw.
angehängtem Gerät keine starre Verbindung besteht, ist selbstverständlich auch dieae
Triebvervbindung gelenkig auszuführen.
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i.;m allgemeinen werden daher zum Verbinden der Zapfwelle am Zugfahrzeug
mit einer entsprechenden Welle am angel hängten Gerät bzw. am Anhänger Gelenkwellen
mit endständigen Kreuzköpfen und Teleskopzwischenwelle eingesetzte Zum Ankuppeln
eines Anhängers werden damit drei Anschlußoperationen notwendig: 1. Ankuppeln des
Anhängers mittels einer Anhängegabel an ein entsprechendes Kupplungsstück am Zugfahr2eug.
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2. Verbinden .der Gelenkwelle mit der Zapfwelle am Zugfahrzeug und
3. Verbinden der Gelenkwelle mit dem Wellen-Anschlußstück am Anhänger.
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Diese drei Operationen sind nicht nur zeitaufwendig und geben durch
die Möglichkeit falscher Handhabung Anlaß zu Störungen, sondern sind auch dadurch
unfallträchtig, daß das Verbinden der Gelenkwelle zuweilen bei laufender Zapfwelle
bzw. bei sich noch drehendem Antriebsaggregat erfolgt. Vorteilhaft wäre es daher,
einmal die Anzahl der Kupplungsvorgänge zu verringern oder sogar in einem einzigen
Vorgang zusammenzufassen und weiterhin auch noch diesen einzigen Kupplungsvorgang
so zu automatisieren, daß das Ankuppeln vom Fahrzeugsitz aus erfolgen kann.
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Gerade zum automatischen Ankuppeln ist eine noch nicht zum Stande
der Technik gehörende Anhängerkupplung bekannt geworden, bei der die Spitze des
anhängerseitigen Kupplungsteiles auf einer rampenartig zum Kupplungsmaul hin
ansteigenden
Fiihrungsplatte so in das Kupplungsmaul geführt wird, daß sich dieses Eupplungsteil
dort automatisch verriegelt und gegebenenfalls gleichzeitig auch die (elektrischen,
pneumatischen oder hydraulischen) Steuerleitungen vom Zugfahrzeug zum Anhänger ankoppelt.
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Ebenfalls noch nicht zum Stande der Technik gehört ein weiterer Vorschlag,
wonach zentral durch ein am Zugfahrzeug befestigtes Kupplungsmaul eine Treibwelle
hindurcbführt, die gleichzeitig mit dem KupplungsvQrgang, der das Zugfahrzeug mit
dem Anhänger verbindet, mit einer durch das anhangerseitige Kupplungsteil ebenfalls
zentral hindurchgeführten Antriebswelle verbunden wird. Hierbei ist unmittelbar
im Kupplungsmaul, zur Anhängergabel gehörend, ein Kupplungsgelenk mit darin angeordnetem
Kardangelenk vorgesehen, das ein Einschlagen der Anhängergabel in einem Winkel von
etwa 200 gegenüber der Fluchtlinie zwischen den beiden Wellen zuläßt Es hat sich
gezeigt, daß der maximal zulässige Schwenkbereich der letztgenannten Verbindung
insbesondere bei landwirtschaftlichen Geräten nicht ausreicht und insbesondere,
daß die im Inneren des Kupplungsgelenkes vorgesehene Verbindung durch das spezifisch
hochbelastete Kardangelenk zu Störungen Anlaß geben kann.
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Um die Nachteile der älteren Einrichtungen zu vermeiden, wird, ausgehend
von einer Anhängerkupplung, durch welche eine Triebwelle zentral hindurchgeführt
ist und die ein Kupplungsgelenk zum gelenkiigen zug- und schubfesten Verbinden mit
einer Anhängergabel sowie.zum einkuppeln der Triebwelle an die Antriebswelle eines
Anhängers aufweist, vorgeschlagen, daß das Kupplungsgelenk wenigstens je eine Lagerstelle
für die Vertikal- und Horizontalbewegungen
der Anhängergabel aufweist
und daß die gelenkige Triebverbindung beim Kupplungsgelenk über zwei Kreuzgelenke
erfolgt, die wenigstens zum Teil zwischen den Lagerstellen angeordnet sind.
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Im Gegensatz zu der oben beschriebenen älteren Einrichtung, bei welcher
in einem kugeligen Kupplungsgelenk ein kugeliger Kardangelenk untergebracht ist,
werden beim Anmeldungsgegenstand sowohl der Vertikal- als auch der Horizontalbewegung
der Anhängergabel eindeutige Schwenkstellen und diesen Schwenkstellen wiederum ebenso
eindeutige Kreuzgelenke der Triebwelle zugeordnet. Diese Zuordnung erbringt nicht
nur funktionelle Vorteile mit einer wesentlichen Erhöhung der Lebenserwartung einer
solchen EupplungX sondern läßt auch die Übertragung wesentlich höherer Drehmomente
und auch ein Ausschwenken der Anhängergabel bis etwa 400 von der Fluchtlinie der
beiden Wellen zu. Um den Einsatz von Doppel-Kreuzgelenken zu vermeiden und die gesamte
Einrichtung möglichst kompakt aufbauen zu können, werden hierbei zweckmäßigerweise
die Schnittpunkte der Schwenkachsen der Kreuzgelenke zwischen die Achsen der Vertikal-
bzw. Horizontal-Lagerstellen gelegt.
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Ist bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung auch eine eindeutige Zuordnung
der Vertikal- und Horizontalbewegung der Anhängergabel auf die entsprechenden Kupplungsgelenke
bzw. Kreuzgelenke erreicht, so ergibt sich doch als Nachteil, daß die Antriebswelle
durch die sich nicht kompensierenden Kreuzgelenke ungleich£örmig angetrieben wird.
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Da zudem der Ungleichförmigkeitsgrad Je nach der Stellung der Änhängergabel
schwankt und zudem die durch die Kreuzgelenke in die Antriebswelle eingeleiteten
sinusförmigen Drehschwingungen senkrecht aufeinander stehen,
kann
die Übertragungstung der Drehverbindung nicht voll in Anspruch genommen werden.
Um auch noch diese Schwierigkeit auszuräumen, wird nach der Erfindung weiterhin
vorgeschlagen, daß die Vertikal- und die Horisontal-Lagerstelle des Kupplungsgelenkes
zu einem Kreuzgelenk vereinigt und die Kreuzgelenke der Trieb/Antriebswelle zu einer
Gelenkwelle mit Längenausgleich mit gleichem Abstand der Kreuzgelenke vom Kupplungsgelenk
zusammengefaßt sind. Bei dieser Lösung wird also wieder die Kupplung zur Übertragung
der Zug- und Schubkräfte in einem einzigen kardanischen Kupplungsgelenk, das durch
ein Kreuzgelenk gebildet ist, zusammengefaßt, jedoch wird die vorteilhafte Lösung
zwier hintereinander angeordneter Kreuzgelenke unter Zwischenschaltung einer lämgenveränderbaren
Teleskopwelle beibehalten. Diese Einrichtung hat nicht nur den Vorteil, daß sioh
eine W-Beugung zwischen Triebwelle und Antriebswelle, mithin eine gleichförmige
Drehbewegung in der Antriebswelle ergibt, sondern auch, daß sich die Schwenkwinkel
der beiden Kreuzlegenke addieren, daß also eine Schwenkbewegung um etwa 80° von
der Fluchtlinie der beiden Wellen aus möglich ist. Zweckmäßigerweise wird hierbei
der Abstand der Kreuzgelenke vom Kupplungsgelenk so gewählt, daß der mögliche Längenausgleich
der Gelenkwelle gerade für die maximale Auslenkung der Kreuzgelenke ausreicht, um
den Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung so kompakt wie möglich durchführen
zu können. Dieser kompakte Aufbau läßt auch die Unterbringung des Kupplungsgelenkes
in einem Gehäuse zu sowie auch die Lagerung der zu- und abführenden Welle in dem
jeweiligen Gehäuseteil. Zu den Vorteilen, die mit dieser Lagerung verdunden sind,
wird dadurch auch noch erreich, daß dasKupplungsgelenk mit den Antriebsteilen als
eine an die Anhängekupplung des Zugfahrzeuges und die Anhängergabel
des
Anhängers ankuppelbare Einheit ausgebildet werden kann. Der Vorteil hierbei ist
der, daß, wird der Antrieb bei dem Anhänger nicht benötigt, diese Einheit vom Anhänger
bzw. vom Zugfahrzeug entfernt und die Anhängergabel direkt, also ohne Ankupplung
der Trieb- bzw.
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Antriebswelle, mit dem Zugfahrzeug verbunden werden kann.
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Erleichtert wird dies dadurch, daß die Kupplungsteile Zugfahrzeug
- Kuppiungsgelenk und Kupplungsgelenk - Anhängergabel gleich sind, daß also keine
weiteren Zwischenglieder mehr benötigt werden.
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Um die Anhängerkupplung nach der Erfindung auch automatisch ankuppleln
zu können, wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Kupplungsgelenk mit seiner Trieb/Intriebsteilen
in der Ruhestellung durch das Gelenk überspannende Zug-oder Druckfedern in der Strecklage
gehalten ist, daß es also beispielsweise durch auflaufen auf eine zum Eupplungsmaul
führende Rampe vom Fahrersitz aus angekuppelt werden kann.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt und zwar zeigen; Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste
lusführtings form, Pig. 2 ein Draufsicht in verkleinertem Maßstab auf die ausführung
nach Figur 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt wie Figur 1, jedoch mit zusammengefaßtem
Kupplungsgelenk.
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Am Rahmen 1 eines Zugfahrzeuges ist mit Augen 2, durch die Kupplungszapfen
3 hindurchgeführt werden, ein Kupplungsmaul 4 starr befestigt. Im Kupplungsmaul
4 ist
eine mit einem Mitnehmerflansch 5 versehene Eupplungswelle
b gelagert, die in der gezeigten Stellung in einen entsprechenden Mitnehmerflansch
7 einer Triebwelle 8 am Zugfahrzeug eingreift. tber vertikal stehende Drehzapfen
9 ist ein Schwenkkasten 10 an das Kupplungsmaul 4 angelenkt, das wiederum über horizontale
Drehzapfen 11 (Fig. 2) gelenkig mit einem Zugstück 12 verbunden ist. Im Zugstück
12 ist eine Antriebswelle 13 gelagert, die zentral durch eine Anhangergabel 23 zum
anzutreibenden Mechanismus des Anhängers führt.
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Zwischen der Kupplungswelle 6 und der Antriebswelle 13 sind zwei Kreuzgelenke
14, 15 eingefugt, deren Schnittpunkte der Jeweiligen Gelenkachsen auf den Verbindungslinien
der vertikalen (9) bzw. horizontalen Drehzapfen 11 liegen. Durch diese eindeutige
Zuordnung übernimmt das Kupplungsgelenk mit den Drehzapfen 9 die horizontale Verschwenkung
der Anhängergabel 23, wobei gleichzeitig die Triebwelle 8 um das Kreuzgelenk 14
verschwenkt wird3 die Vertikalbewegung der Anhängergabel 12 wird hingegen von den
Drehzapfen 11 übernommen1 wobei das Xreuzgelenk 15 das Verschwenken der Triebwelle
im entsprechenden Winkel zuläßt.
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In Figur 3 ist wiederum das Kupplungsmaul 4 wie bei den Figuren 1
und 2 am Zugfahrzeug befestigt, Jedoch ist der Schwenkkasten 10 so ausgebildet,
daß das Zugstück 12 mit den Drehzapfen 11 auf einer Ebene mit den Achsen der Drehzapfen
9 zu liegen kommt. sowohl die horizontalen Schwenkbewegungen der Anhängergabel 23
um die vertikalen Drehzapfen 9 wie auch die entsprechenden vertikalen Schwenkbewegungen
um die Drehzapfen 11 werden daher von diesen in einer einzigen Ebene liegenden Gelenken
übernommen.
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Durch die Änhängergabel 23 wird wiederum zentrisch die Antriebswelle
13 herangeführt, und im Kopfstück 16 gelagert. Endständig ist die Antriebswelle
13 mit einem Mitnehmerflansch 17 versehen, der im (gezeichneten) gekuppelten Zustand
in einen entsprechenden Mitnehmerflansch 18 der Triebwelle eingreift. Das Kopfstück
16 der Anhängergabel 23 ist wie die Kupplungsseite des Kupplungsmaules 4 ausgeführt,
also mittels eines Zapfens 19 der durch Augen 20 hindurchgeführt wird, am Zugstück
12 befestigt.
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Im Zugstück 12 ist eine Mitnehmerwelle 21 gelagert mit einem endständigen
Kreuzgelenk 25. An das Kreuzgelenk 25 schließt sich eine Teleskopwelle 22 an, die
mit einem Kreuzgelenk 24, das auf der Kupplungswelle 6 endständig angeordnet ist,
verbunden ist. Am Zugstück 12 sind außerdem noch Ausleger 26, 27 angebracht, an
denen Druckfedern 28, 29 (vorteilhafterweise hydro-pneumatische Federn, sogenannte
Gasfedern) befestigt sind, die in am Kupplungsmaul 4 angebrachten Ösen 30, 31 enden.
Die Federn 28, 29 halten in der gezeigten Darstellung das entweder am Zugfahrzeug
oder an der Anhängergabel starr befestigte Kupplungsgelenk stets in der Strecklage,
so daß, gleich-@gültig, ob am Zugfahrzeug oder am Anhängergabel-Kopf, ein automatisches
Ankoppeln möglich ist.
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Bei einer Schwenkbewegung der Änhängergabel 23 zum Zugfahrzeung kann
sich die Kupplung am Kupplungsgelenk um die Drehzapfen 9 bzw. 11 verdrehen. Gleichzeitig
kann die Trieb/Antriebswelle an den Kreuzgelenken 24, 25 ausschwenken, wobei jedes
Kreuzgelenk zur Hälfte an der Äusschwenkung teilnlmst. Hierbei verkürzt sich diÆ
Teleskopwelle 22 um eine der Ausschwenkung entsprechende Länge.Da sich bei der Ausschwenkung
jeweils eine solche Lage der Gelenkwelle ergibt, daß beide Kreuzgelenke um den gleichen
Betrag und in der gleichen Richtung ausgelenkt
werden, wird die
durch das erste Kreuzgelenk 24 auf die Teleskopwelle 22 eingeleitete ungleichförmige
Drehbewegung durch das folgende Ereuzgelenk 25 wieder kompensiert, so daß die Antriebswelle
13 nahezu gleichförmig angetrieben wird.
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Bezugszeichenliste 1 Rahmen 2 Augen am Kupplungsmaul 4 3 Kupplungszapfen
4 Kupplungsmaul 5 Mitnehmerflansch 6 Kupplungswelle 7 Mitnehmerflansch 8 Triebwelle
9 Drehzapfen 10 Schwenkkasten 11 Drehzapfen 12 Zugstück 13 Antriebswelle 14 Kreuzgelenk
15 Kreuzgelenk 16 Kopfstück 17 Mitnehmerflansch 18 Mitnehmerflansch 19 Zapfen 20
Augen 21 Mitnehmerwelle 22 Teleskopwelle 23 Anhängergabel 24 Kreuzgelenk 25 Kreuzgelenk
26 Änsieger 27 Ausleger 28 Feder 29 Feder 30 Öse 31 Öse