DE19711535A1

DE19711535A1 - Motorisch verstellbare Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19711535A1
Application number: DE1997111535
Authority: DE
Inventors: Berend Zijlstra
Original assignee: CARTRON FAHRZEUGTEILE GmbH
Current assignee: JAEGER CARTRONIX GMBH, 61350 BAD HOMBURG, DE
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: DE19711535C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge mit einer Stange, an der sich üblicherweise eine Kugel befindet, wobei die Stange zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung motorisch verstellbar ausgebildet ist.

Solche Anhängerkupplungen sind aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 295 20 254 bekannt.

Andere Ausführungsformen sind in der DE 26 19 913 C2 und in der EP 288 366 A1 beschrieben, bei denen die Schwenkachse entweder zur horizontalen oder zur vertikalen Ebene des Fahrzeugs geneigt ist. Schwenkachsen die senkrecht oder waagerecht liegen, zeigen DE 26 19 912 C2 oder DE 91 09 699 U1.

Außerdem ist aus der US 4,744,583 eine axial ausfahrbare Anhängerkupplung bekannt, die motorisch ausfahrbar ist.

Die Sicherheit von Fahrzeugen ist ständig erhöht worden, so daß man heute dem Standard der Fahrzeugen vertrauen kann. Teile an Fahrzeugen unterliegen jedoch im allgemeinen einer sehr hohen Beanspruchung. Sie sind durch ständige Vibrationen, Staub, Feuchtigkeit und durch andere Umwelteinflüsse einem großen Verschleiß ausgesetzt. Die starke Beanspruchung birgt grundsätzlich die Gefahr in sich, daß durch unvorhergesehene Einflüsse die Funktionen der Teile beeinträchtigt wird. Anhängerkupplungen sind für den sicheren Betrieb besonders wichtige Teile. Die möglichen Folgeschäden bei einem Versagen der Kupplung sind unübersehbar. Zusätzlich entziehen sich Systeme, die automatisch betrieben werden, häufig der direkten Kontrolle durch den Fahrer.

Sehr sichere Kupplungen sind aus dem deutschen Gebrauchsmusters DE 295 20 254 bekannt. Beispielsweise wird bei einer schwenkbaren Variante der Anhängerkupplung bei Erreichen der Betriebsstellung automatisch ein Riegel in den feststehenden Teil der Kupplung eingefahren. Dadurch kann die Kupplung bei Kurvenfahrt die Lenkkräfte abfangen, ohne daß die Kupplung aus der Betriebsstellung verschwenkt wird.

Bei der anderen Variante der Anhängerkupplung, bei der die Kugelstange axial verschoben wird, verhindert ein selbsthemmender Spindel-Mutter-Antrieb, daß Bremskräfte die Kugelstange verschieben.

Somit ist für die Betriebsstellung bei beiden Varianten der Anhängerkupplung quasi ein Formschluß zwischen feststehenden und beweglichen Teilen der Anhängerkupplung verwirklicht. Dadurch können diese Kupplungen besonders sicher betrieben werden.

Es erscheint trotzdem wünschenswert, daß die Kupplung nicht durch unvorhergesehene Einflüsse ihre jeweilige Endlage, das heißt entweder die Betriebsstellung oder die Ruhestellung verläßt und dadurch die Sicherheit des Fahrzeugs gefährdet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anhängerkupplung anzugeben, die besonders sicher motorisch zwischen einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung verstellbar ist und Fehlbedienungen verhindert.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Riegel mit einer Verriegelungs- und einer Entriegelungsposition vorgesehen ist, der das bewegliche Teil der Kupplung mit dem festen Teil formschlüssig in den Endlagen verriegelnd ausgebildet ist. Bei motorisch verstellbaren Kupplungen wird durch diesen Formschluß verhindert, daß sich die Lage der Kupplung durch Vibrationen beim Betrieb des Fahrzeugs unerwünscht verlagert. Die Sicherheit wird hierdurch vorteilhaft gesteigert.

Dies gilt auch, wenn der Riegel zusätzlich zu einem schon in den Endlagen der Kupplung vorhandenen Formschluß vorgesehen ist.

Die Handhabung der Kupplung wird bequemer, wenn der Riegel einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine Magnetspule, aufweist. Eine Magnetspule läßt sich besonders sicher fernbedienen. Sie bewegt den Riegel fast verzögerungsfrei aus der Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition. Durch ihren einfachen mechanischen Aufbau sind Störungen nicht zu erwarten.

Die Sicherheit kann noch dadurch gesteigert werden, daß die Kupplung einen Sensor, vorzugsweise einen Schalter, aufweist, auf den der Riegel wirkend angeordnet ist. Als Sensoren sind optische oder magnetische Schalter geeignet. Als besonders günstig hat sich jedoch ein Mikroschalter als Lagesensor des Riegels bewährt.

Wenn die Kupplung eine Steuerung aufweist, die erst in Entriegelungsposition des Riegels den Antrieb des Riegels freischaltet, ist die Kupplung ständig verriegelt, solange sie nicht aus einer Endlage in die andere gefahren wird.

Ein gesonderter Endschalter für den beweglichen Teil der Kupplung ist vermeidbar, wenn die Steuerung den Motor bei Erreichen einer der Endlagen abschaltend ausgebildet ist, vorzugsweise sobald ein bestimmter Strom überschritten ist. Dazu ist in der Steuerung ein entsprechende bekannte Schaltung oder ein Überstromrelais vorgesehen.

Der Riegel wird in seiner Verriegelung Position sicher dadurch gehalten, daß eine Feder vorgesehen ist, die den Riegel in die Verriegelungsposition treibend ausgebildet ist.

Der Schaltungsaufwand ist gering, da der Antrieb des Riegels nur in Richtung der Freigabeposition wirkend ausgebildet ist. In die andere Richtung treibt die Feder den Riegel. Dadurch ist im stromlosen Zustand immer eine definierte Lage des Riegels gesichert.

Der Fahrer kann sich zu jeder Zeit von dem ordnungsgemäßen Zustand der Kupplung überzeugen, wenn die Steuerung in der Verriegelungs- und/oder Entriegelungsposition des Riegels ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugend ausgebildet ist.

Die Kupplung ist in beiden Endlagen dadurch gesichert, daß der bewegliche Teil der Kupplung für jede Endlage einen Eingriff für den Riegel aufweist.

Wenn die Steuerung einen Fahrzeugmotor nur in Verriegelungsposition des Riegels freigebend ausgebildet ist, kann das Fahrzeug nicht betrieben werden, solange nicht die Kupplung in eine betriebssichere Stellung gebracht worden ist.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Anhängerkupplung mit axialer Verstellung in Ruhestellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Kugelstange gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Hülse zur Aufnahme der Kugelstange gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Hülse gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht gemäß Pfeil A in Fig. 5,

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine verstellbare Anhängerkupplung. Sie besteht im wesentlichen aus einer axial verstellbaren Stange 2, deren äußeres Ende eine Kugel 3 trägt, sowie einer Führungshülse 4, einem Motor 5 mit Planetengetriebe 6, einem Stirnradgetriebe 7 und einer Verstellspindel 8.

Die Führungshülse 4 trägt beidseitig je einen Montageflansch 9 in dem Gewindebohrungen 10 eingebracht sind. Die gesamte Anhängerkupplung 1 wird an ein Fahrzeug montiert, indem sie mittels Schrauben an eine entsprechende Lasche des Fahrzeugs befestigt wird. Dabei greifen Schrauben in die Gewindebohrungen 10 ein.

Die Stange 2 wird von der Führungshülse 4 aufgenommen. Zu diesem Zweck weist Stange 2 eine hintere Führungsfläche 11 und eine vordere Führungsfläche 12 auf, die über einen Konus 13 in die etwas schlankere Stange 2 übergeht.

Außerdem ist in der Führungshülse 4 ein ringförmiger Innenkonus 14 befestigt. Schließlich sind in der Führungshülse 4 die Führungsschlitze 15 eingeformt. In Fig. 1 und zwei sind diese Führungsschlitze abweichend von der üblichen Ausführung um 90 Grad verdreht dargestellt.

Auf der Stange 2 ist im hinteren Bereich eine stiftförmige Kulisse 16 befestigt, die in den Führungsschlitz 15 eingreift. Außerdem ist in der Stange 2 eine Sackbohrung mit Innengewinde 17 eingebracht.

Die Verstellspindel 8 ist in das genannte Innengewinde 17 eingeschraubt und wird über das Stirnradgetriebe 7 sowie Planetengetriebe 6 von einem elektrischen Motor 5 gedreht. Die einzelnen Zahnräder des Getriebes 7 sind zwischen seitlichen Platten 19 und 20 gelagert. Mit der Platte 20 sind das Gehäuse des Planetengetriebes 6 und die Führungshülse 4 fest verbundenen. Verstellspindel 8 ist ebenfalls in den Platten 19 und 20 drehbar gelagert, so daß sie je nach Wunsch von dem elektrischen Motor 5 gedreht werden kann.

Wird der Motor 5 in die entsprechende Richtung betrieben, so dreht sich also die Verstellspindel 8. Dabei wird die Stange 2, die als Mutter auf der Verstellspindel 8 angeordnet ist und gegen Verdrehen durch die Kulisse 16 gesichert ist, nach außen geschoben. Bei dieser axialen Bewegung wird die Stange 2 von den Führungsflächen 11 und 12 in der Führungshülse 4 geführt. Sie erreicht ihren Endlage, wenn der Außenkonus 13 fest in dem ringförmigen Innenkonus 14 sitzt.

Solange die Führungsschlitze 15 in axialer Richtung verlaufen, behält die Stange 2 ihre radiale Lage bei. Nach etwa der halben Verstellstrecke gehen die Führungsschlitze 15 in einen wendelförmigen Verlauf über. Dies hat zur Folge, daß sich die Stange 2 beim Aus fahren dann entsprechend dreht, so daß die Kugel 3 in der Betriebsstellung vertikal nach oben zeigt. Die Betriebsstellung ist in den Fig. 1 und 2 durch Strichelung dargestellt.

Zum besseren Verständnis sind die wesentlichen Teile in den Fig. 3 bis 6 nochmals einzeln dargestellt.

In Fig. 3 ist ein Eingriff 30 gezeigt, der gegenüber dem anderen Eingriff 33 am Umfang um 90 Grad versetzt angeordnet ist. Diese Eingriffe 30, 33 sind als Bohrungen in der Stange 2 ausgeführt. Der in den Fig. 4 und 6 dargestellte Sicherungsstift 21, der als Riegel dient, greift in der Betriebsstellung in Eingriff 30 ein. Die Ruhestellung wird entsprechend durch Einfahren des Sicherungsstiftes 21 in Eingriff 33 gesichert.

In Fig. 4 und 5 ist die tatsächliche Lage der Führungsschlitze 15 gezeichnet. In den Fig. 1 und 2 sind die Führungsschlitze 15 um 90 Grad gedreht dargestellt. In diesen Fig. 1 und 2 ist der Übersichtlichkeit wegen auch nicht die zusätzliche Sicherung 18 gezeigt. Ihre Lage geht aus Fig. 4 hervor.

Die Sicherung 18 besteht auf einem Sicherungsstift 21, der teilweise innerhalb einer Magnetspule 22 angeordnet ist. Die Magnetspule 22 ist ihrerseits auf einer an der Führungshülse 4 angebrachten Konsole 23 mittels nicht dargestellter Schrauben fest montiert. Der Sicherungsstift 21 wird von einer Feder 24 stets in Richtung der Führungshülse 4 gedrückt. An dem Spulengehäuse 25 ist zusätzlich ein Mikroschalter 27 befestigt.

Der Stift 21 setzt sich in einer Gewindestange 26 fort, die über das Ende der Magnetspule 22 hinausreicht. Zwischen zwei Muttern 28 ist ein Betätigungsarm 29 fest eingespannt. Auf diesen Betätigungsarm 29 wirkt die Druckfeder 24. Diese treibt den Stift stets in Richtung der Führungshülse 4 und läßt den Sicherungsstift 21 in einen in der Stange 2 vorgesehenen Eingriff 30 eingreifen.

Der Betätigungsarm 29 ist so lang ausgeführt, daß er an seinem Ende eine Taste 31 des Mikroschalters 27 betätigen kann. Der Betätigungsarm 29 weist eine Öffnung auf, die eine Schraube 32 durchgesetzt, so daß der Betätigungsarm und mit ihm der Sicherungsstift 21 durch die Schraube 32, an deren Kopf sich Feder 24 abstützt, radial fixiert ist.

Die Sicherung 18 funktioniert wie folgt:
Sobald die Magnetspule 22 von der Steuerung angeregt wird, zieht die Magnetspule den Stift um ca. 6 Millimeter an, so daß er aus dem Eingriff 30 der Stange 2 vollständig entfernt wird. Dabei drückt der Betätigungsarm 29 die Feder 24 zusammen und hebt sich gleichzeitig von der Taste 30 des Mikroschalters 27 ab.

Dabei schaltet der Mikroschalter 27 den Motor 5 der Anhängerkupplung ein, so daß diese aus ihrer Endlage in die andere Endlage gefahren wird. Sobald diese andere Endlage erreicht ist, steigt der Strom des Motors 5 an. Bei Erreichen einer bestimmten Stromstärke schaltet die Steuerung den Motor 5 und gleichzeitig auch die Magnetspule 18 ab. Dadurch kann die Druckfeder 24 über den Betätigungsarm 29 und mit ihm den Sicherungsstift 21 in einen zweiten in Fig. 3 dargestellten Eingriff 33 drücken und somit in dieser neuen Endlagen die Kupplung wieder verriegeln.

Dabei erreicht der Betätigungsarm 29 wieder die Taste 31 des Mikroschalters 27, der ein Signal an die Steuerung gibt, um den gesicherten Betriebszustand im Fahrzeugraum anzuzeigen. Das vom Mikroschalter erzeugte Signal kann zusätzlich von der Steuerung in ein akustisches Signal umgesetzt werden, um dem Fahrer die Betriebsbereitschaft der Kupplung zu signalisieren.

Für den Fall einer Störung, bei der der Sicherungsstift 21 nicht vollständig in den Eingriff 30 bzw. 33 eingreift, erreicht der Betätigungsarm 29 nicht die Taste 31 des Mikroschalters 27. Der Mikroschalter 27 wird somit nicht betätigt. Dadurch bleibt das entsprechende Signal der Betriebsbereitschaft für den Fahrer aus.

Der Fahrer kann daraufhin nach der Ursache der Störung forschen. Dieser Zustand wird durch eine andere Farbe oder durch ein anderes akustisches Signal für den Fahrer kenntlich gemacht.

Da der elektrische Antrieb abschaltet, sobald die Last einen vorher eingestellten Grenzwert überschreitet, werden Schäden vermieden, falls beim Bewegen der Stange 2 Fremdkörper den weiteren Betrieb behindern sollten. Damit die Verstellung nicht während der Fahrt des Fahrzeuges eingeleitet werden kann, ist außerdem vorgesehen, daß die Anhängerkupplung nur von außerhalb der Fahrgastzelle betätigt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betätigungseinrichtung, zum Beispiel ein Schalter, im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist.

Die für diesen Typ der motorisch verstellbaren Kupplung beschriebene Lösung ist selbstverständlich auch auf andere Kupplungen für den Fachmann leicht übertragbar und vom Schutzbereich mit erfaßt.

Insbesondere kann auch die alternative Ausführung mit schwenkbarer Kupplungsstange in dieser beschriebenen Weise zusätzlich durch einen weiteren Formschluß gesichert werden.

Auf diese Weise ist eine Fahrzeugkupplung geschaffen, die leicht und bequem in ihren Endlagen gesichert ist und deshalb besonders hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt.

Bezugszeichenliste

1

Anhängerkupplung

2

Stange

3

Kugel

4

Führungshülse

5

Motor

6

Planetengetriebe

7

Stirnradgetriebe

8

Verstellspindel

9

Montageflansch

10

Gewindebohrungen

11

Führungsfläche

12

Führungsfläche

13

Konus

14

Innenkonus

15

Führungsschlitz

16

Kulisse

17

Innengewinde

18

Sicherung

19

Platte

20

Platte

21

Sicherungsstift

22

Magnetspule

23

Konsole

24

Feder

25

Gehäuse

26

Gewindestange

27

Mikroschalter

28

Mutter

29

Betätigungsarm

30

Eingriff

31

Taste

32

Schraube

33

Eingriff

Claims

1. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge, mit einer Stange (2), an der sich üblicherweise eine Kugel (3) befindet, wobei die Stange (2) als bewegliches Teil zwischen zwei Endlagen, nämlich zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung, mittels eines an einem festen Teil des Fahrzeugs montierten Motors verstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Riegel (21) mit einer Verriegelungs- und einer Entriegelungsposition vorgesehen ist, der das bewegliche Teil (2) der Kupplung mit dem festen Teil (4) formschlüssig in den Endlagen verriegelnd ausgebildet ist.

2. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Riegel (21) zusätzlich zu einem schon in den Endlagen der Kupplung vorhandenen Formschluß vorgesehen ist.

3. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Riegel (21) einen elektrischen Antrieb, insbesondere eine Magnetspule (22), aufweist.

4. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kupplung einen Sensor, vorzugsweise einen Schalter (27), aufweist, auf den der Riegel (21) wirkend angeordnet ist.

5. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Steuerung aufweist, die erst in Entriegelungsposition des Riegels (21) den Motor (5) freischaltet.

6. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den Motor (5) bei Erreichen einer der Endlagen abschaltend ausgebildet ist, vorzugsweise sobald ein bestimmter Strom überschritten ist.

7. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (24) vorgesehen ist, die den Riegel (21) in die Verriegelungsposition treibend ausgebildet ist.

8. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (22) des Riegels nur in Richtung der Freigabeposition wirkend ausgebildet ist.

9. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung in der Verriegelungs- und/o der Entriegelungsposition des Riegels (21) ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugend ausgebildet ist.

10. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil der Kupplung für jede Endlage einen Eingriff (30, 33) für den Riegel aufweist.

11. Anhängerkupplung für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen Fahrzeugmotor in Verriegelungsposition des Riegels freigebend ausgebildet ist.