(19)
(11)EP 3 666 558 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
17.06.2020  Patentblatt  2020/25

(21)Anmeldenummer: 19204788.4

(22)Anmeldetag:  23.10.2019
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B60D 1/06(2006.01)
B60D 1/28(2006.01)
B60D 1/58(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30)Priorität: 13.12.2018 DE 102018132070

(71)Anmelder: Pfanzelt Maschinenbau GmbH
87675 Rettenbach a. A. (DE)

(72)Erfinder:
  • PFANZELT, Paul
    87675 Rettenbach a. A. (DE)

(74)Vertreter: Tetzner, Michael et al
Tetzner & Partner mbB Patent- und Rechtsanwälte
Van-Gogh-Strasse 3 81479 München
Van-Gogh-Strasse 3 81479 München (DE)

  


(54)ANHÄNGERKUPPLUNG


(57) Die erfindungsgemäße Anhängerkupplung (1) weist einen Halterungsteil (2) zur Befestigung der Anhängerkupplung an einem Zugfahrzeug, einen Kugelkopf (3) und einen Niederhalter (4) auf. Der Kugelkopf (3) und der Niederhalter (4) bilden dabei eine Einheit, die um eine Schwenkachse (6) schwenkbar mit dem Halterungsteil (2) gekoppelt ist, wobei die Schwenkachse (6) so ausgerichtet ist, dass sie den Kugelkopf (3) schneidet.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung für ein Zugfahrzeug mit einem Halterungsteil zur Befestigung der Anhängerkupplung an dem Zugfahrzeug, einem Kugelkopf und einem Niederhalter.

[0002] Der mit der Anhängerkupplung zu koppelnde Anhänger weist eine mit dem Kugelkopf korrespondierende Kupplungspfanne auf, die mittels des Niederhalters gegenüber dem Kugelkopf verriegelt wird. Bei den bekannten PKW-Anhängerkupplungen ist die anhängerseitige Kupplungspfanne selbst mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet, der eine vertikale Bewegung der auf dem Kugelkopf des PKWs eingehängten Kugelpfanne verhindert. Derartige Anhängerkupplungen sind üblicherweise für Stützlasten von bis zu 100 kg ausgelegt.

[0003] Bei Anhängerkupplungen für deutlich größere Stützlasten von wenigstens 100kg, vorzugsweise wenigstens 1.000kg, kommen sogenannte Niederhalter zur Anwendung, welche an der Anhängerkupplung des Zugfahrzeuges vorgesehen sind und die vertikale Bewegung der Kupplungspfanne relativ zum Kugelkopf auf ein einstellbares Maß im Bereich von 1 mm begrenzen soll. Der Niederhalter weist hierzu beispielsweise eine Einstellschraube auf, mit der sich der Abstand zur auf den Kugelkopf aufgesetzten Kupplungspfanne einstellen lässt. Um das Aufsetzen der Kupplungspfanne des Anhängers auf den Kugelkopf zu ermöglichen, ist der Niederhalter insbesondere wegschwenkbar oder absteckbar ausgebildet.

[0004] Im üblichen Fahrbetrieb kommt der Niederhalter nicht mit der anhängerseitigen Kupplung in Kontakt, da die anhängerseitige Kupplung aufgrund der hohen Stützlast sicher auf dem Kugelkopf ruht. Während im normalen Straßengelände keine Probleme auftauchen, kommt es aber bei steilen Überfahrten, wie beispielsweise bei einem Fahrsilo oder beim Durchfahren von steilen Mulden immer wieder mal zu einem unerwünschten Kontakt zwischen der anhängerseitigen Kupplung und dem Niederhalter, was ein Beschädigen des Niederhalters zu Folge hat. Derartige Fahrsituationen treten insbesondere im landwirtschaftlichen oder forstwirtschaftlichen Bereich häufiger auf, weil dort oft größere Neigungswinkel gefordert sind.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anhängerkupplung dahingehend zu verbessern, dass ein Verbiegen oder Zerstören des Niederhalters durch die anhängerseitige Kupplung ausgeschlossen wird und dennoch die Verkehrstauglichkeit erhalten bleibt.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0007] Die erfindungsgemäße Anhängerkupplung weist einen Halterungsteil zur Befestigung der Anhängerkupplung an einem Zugfahrzeug, einen Kugelkopf und einen Niederhalter auf. Der Kugelkopf und der Niederhalter bilden dabei eine Einheit, die um eine Schwenkachse schwenkbar mit dem Halterungsteil gekoppelt ist, wobei die Schwenkachse so ausgerichtet ist, dass sie den Kugelkopf schneidet.

[0008] Bei Überfahrten und beim Durchfahren von Mulden kann somit die aus Kugelkopf und Niederhalter bestehende Einheit mitschwenken, sodass die Relativbewegung zwischen dem Niederhalter und der anhängerseitigen Kupplung minimiert wird. In jedem Fall kann ein Kontakt des Niederhalters mit der anhängerseitigen Kupplung auch im extremen Gelände, wie beispielsweise beim Durchfahren von Gräben oder Kuppen, wie z. B beim landwirtschaftlichen Fahrsilo oder auch im Forstbetreib, zuverlässig vermieden werden.

[0009] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0010] In einem am Zugfahrzeug befestigten Zustand der Anhängerkupplung ist die Schwenkachse parallel zu einer Hinterachse des Zugfahrzeuges ausgerichtet. Mit anderen Worten verläuft die Schwenkachse quer zur Hauptzugrichtung der Anhängerkupplung bzw. quer zur Längsrichtung des Zugfahrzeuges.

[0011] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Kugelkopf und der Niederhalter auf einen Schwenkelement gehaltert, dass um die Schwenkachse schwenkbar am Halterungsteil befestigt ist. Der Halterungsteil selbst wird über geeignete Kopplungsmittel, beispielsweise Schrauben, drehfest am Zugfahrzeug befestigt. Für die Befestigung von Anhängerkupplungen an Zugfahrzeugen, insbesondere Traktoren und dergleichen, gibt es aus der Praxis vielfältige Möglichkeiten. So kann beispielsweise die Anhängerkupplung auch an einem Anhängebock des Zugfahrzeuges befestigt werden, der eine Anbringung in unterschiedlichen Höhen ermöglicht.

[0012] Idealerweise verläuft die Schwenkachse möglichst genau durch den Kugelmittelpunkt des Kugelkopfes, um zu verhindern, dass der Kugelkopf bei Zugbelastung ausschwenkt. Im Rahmen der Erfindung ist aber ein Abstand der Schwenkachse von Kugelmittelpunkt im Bereich von 0 mm +/- 50%, vorzugsweise +/- 30% und höchstvorzugsweise +/- 10% des Durchmessers des Kugelkopfes noch akzeptabel.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Halterungsteil zwei beabstandete Lagerstellen zur schwenkbaren Lagerung des Schwenkelements auf, wobei der Abstand der beiden Lagerstellen im Bereich des 1,1-fachen bis 10-fachen Durchmessers des Kugelkopfes liegt. Der Kugelkopf liegt dann zwischen den beiden Lagerstellen.

[0014] Die erfindungsgemäße Anhängerkupplung ist vorzugsweise für eine Stützlast von wenigstens 1.000 bis 4.000kg und mehr ausgelegt. Die Anhängerlast beträgt vorzugsweise wenigstens 3.000kg und mehr. Der Kugelkopf kann dabei insbesondere einen Durchmesser von 50 mm bis 120 mm aufweisen. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Anhängerkupplung als sogenannte K80-Kupplung mit einem Kugelkopf von 80 mm ausgebildet.

[0015] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Halterungsteil U-förmig mit zwei seitlichen Schenkeln ausgebildet, wobei das Schwenkelement im Bereich der seitlichen Schenkel verschwenkbar mit dem Halterungsteil gekoppelt ist. Weiterhin kann auch das Schwenkelement U-förmig mit zwei seitlichen Schenkeln ausgebildet sein, wobei das Halterungselement und das Schwenkelement jeweils im Bereich ihrer seitlichen Schenkel miteinander gekoppelt sind.

[0016] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

[0017] In der Zeichnung zeigen
Fig. 1
eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Anhängerkupplung,
Fig. 2
eine Schnittdarstellung im Bereich der Schwenkachse,
Fig. 3
eine dreidimensionale Darstellung der am Zugfahrzeug befestigten Anhängerkupplung beim Zusammenwirken mit einer anhängerseitigen Kupplung,
Fig. 4
eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 3 in einer ersten Stellung des Schwenkelements,
Fig. 5
eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 3 in einer zweiten Stellung des Schwenkelements,
Fig. 6
eine Seitenansicht der Anhängerkupplung gemäß einer zweiten Ausgestaltung und
Fig. 7
eine Seitenansicht der Anhängerkupplung gemäß einer dritten Ausgestaltung.


[0018] In den Figuren 1 und 2 ist eine Anhängerkupplung 1 für ein Zugfahrzeug dargestellt, die einen Halterungsteil 2 zur Befestigung der Anhängerkupplung 1 am Zugfahrzeug, einen Kugelkopf 3 und einen Niederhalter 4 umfasst. Der Kugelkopf 3 und der Niederhalter 4 sind dabei auf einem U-förmigen Schwenkelement 5 gehaltert, dass um eine Schwenkachse 6 schwenkbar am Halterungsteil 2 befestigt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Schwenkachse 6 durch den Kugelmittelpunkt 7 des Kugelkopfes 3. Es ist aber in jedem Fall wichtig, dass die Schwenkachse so ausgerichtet ist, dass sie den Kugelkopf 3 zumindest schneidet. Vorzugsweise sollte die Schwenkachse einen Abstand von Kugelmittelpunkt im Bereich von 0 mm +/- 30% des Durchmessers des Kugelkopfes aufweisen. Um ein Ausschwenken des Kugelkopfes 3 bei einer Zugbelastung vollständig zu vermeiden, ist es jedoch zweckmäßig, wenn die Schwenkachse im Wesentlichen durch den Kugelmittelpunkt 7 verläuft, wie dies beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

[0019] Zum Ankuppeln eines Anhängers ist es erforderlich, dass der Niederhalter 4 abgenommen oder weggeschwenkt wird. Bezüglich des Niederhalters kann der Fachmann auf herkömmliche Lösungen zurückgreifen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Niederhalter 4 in einen Sockel 8 eingesteckt und über einen Bolzen 9 drehfest in der eingesteckten Stellung gesichert. Der Niederhalter 4 weist in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten, eingesteckten Stellung einen Arm 10 auf, der bis über den Kugelkopf 3 ragt und über dem Kugelmittelpunkt 7 eine Einstellschraube 11 haltert, welche durch den Arm 10 auf die dem Kugelkopf 2 zugewandte Seite des Armes 10 hindurchragt. Die Einstellschraube weist ein dem Kugelkopf 3 zugewandtes Ende 11a auf, wobei sich der Abstand zwischen dem Ende 11a der Einstellschraube 11 und dem Kugelkopf 3 durch Drehen der Einstellschraube 11 einstellen lässt. Die Stellung des unteren Endes 11a der Einstellschraube 11 bezüglich des Kugelkopfes 3 kann zudem über eine Feststellmutter 12 fixiert werden. Der Abstand wird dabei relativ klein gewählt, sodass sich bei einer eingehängten, anhängerseitigen Kupplungspfanne ein Abstand zur Kupplungspfanne von beispielsweise 1 +/- 0,5 mm ergibt. Der Niederhalter soll dabei verhindern, dass sich die Kupplungspfanne des Anhängers in ungewollter Weise vom Kugelkopf 3 löst. Andererseits muss der Abstand ausreichend groß sein, um zu verhindern, dass der Niederhalter bzw. insbesondere das untere Ende 11a der Einstellschraube 11 bei Kurvenfahrten oder Geländeunebenheiten mit dem anhängerseitigen Kupplungsteil in Kontakt kommt und unnötig verschleißt.

[0020] Der Halterungsteil 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls U-förmig ausgebildet und weist zwei seitliche Schenkel 2a, 2b auf, die jeweils eine Lagerstelle 13, 14 bilden. Das U-förmige Schwenkelement 5 weist ebenfalls zwei seitliche Schenkel 5a, 5b auf, die jeweils mit einem Achsstummel 15c bzw. 15d versehen sind, die in den Lagerstellen 13, 14 am Halterungsteil 2 schwenkbeweglich um die Schwenkachse 6 gehaltert sind. Das Schwenkelement 5, der Kugelkopf 3 und der Sockel 8 können dabei beispielsweise als einstückiges Metallteil gefertigt sein.

[0021] Um die Montage des Schwenkelements 5 am Halterungsteil 2 zu ermöglichen, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Lagerstellen 13, 14 eine nach oben offene Nut 2c bzw. 2d vorgesehen, über welche die Achsstummel 5c, 5d in die Lagerstellen 13 bzw. 14 eingeführt werden können. Zur Sicherung des Schwenkelements 5 am Halterungsteil 2 sind oberhalb der Achsstummel 5c, 5d verschraubbare Sicherungsbolzen 15, 16 angebracht. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch andere Lösungen denkbar, so kann die Schwenkachse beispielsweise durch zwei kurze Steckachsen gebildet werden. Eine zweiteilige Ausbildung des Halterungsteils wäre auch denkbar.

[0022] Die oben anhand der Zeichnung beschriebene Ausführungsbeispiel ermöglicht ein Schwenken des Schwenkelements 5 um die Schwenkachse 6, wobei der fest mit dem Schwenkelement verbundene Kugelkopf 3 sowie der Niederhalter 4 als Einheit mitschwenken.

[0023] Der Halterungsteil 2 wird über geeignete Kopplungsmittel, beispielsweise Schrauben 17, drehfest am Zugfahrzeug befestigt. Hierbei kommen prinzipiell alle im Stand der Technik bekannten Befestigungsarten von Anhängerkupplungen an Zugfahrzeugen in Betracht. In der dreidimensionalen Darstellung gemäß Fig. 3 ist ein herkömmlicher Anhängebock 18 eines Zugfahrzeugs, insbesondere eines Traktors dargestellt. Dieser Anhängebock 18 weist zwei gegenüberliegende Aufnahmeschiene 19, 20 auf, in denen eine Tragplatte 21 verschoben und in einer gewünschten Höhe fixiert werden kann. Die Anhängerkupplung 1 ist dabei mit dieser Tragplatte 21 verschraubt und kann auf diese Weise in der gewünschten Höhe von Boden drehfest am Zugfahrzeug befestigt werden. In dieser Darstellung ist auch die am Kugelkopf 3 eingehängte anhängerseitige Kupplung 22 mit der Kupplungspfanne 23 dargestellt.

[0024] In den Figuren 4 und 5 sind zwei unterschiedliche Fahrsituationen veranschaulicht. Fig. 4 zeigt eine Situation, bei der sich das Zugfahrzeug und der Anhänger auf einer ebenen oder gleichmäßig geneigten Oberfläche befinden. Hier nimmt das Schwenkelement 5 bzw. der Kugelkopf und Niederhalter 4 eine Stellung ein, welche mit der Ausrichtung einer herkömmlichen Anhängerkupplung vergleichbar ist. In der Fahrsituation gemäß Fig. 5 durchfährt das Gespann aus Zugfahrzeug und Anhänger gerade eine Mulde, bei der das Zugfahrzeug dem tiefsten Punkt schon überwunden hat, während der Anhänger noch in die Mulde hinfährt. In Fig. 4 beträgt der Winkel α zwischen der Zugrichtung 25 der zugfahrzeugseitigen Anhängerkupplung 1 und der Längsrichtung 26 der anhängerseitigen Kupplung 22 etwa 180°. Beim Durchfahren der Mulde verkleinert sich dieser Winkel um beispielsweise 20° bis 30°. Es ergibt sich dann ein Winkel β von beispielsweise 150°. Bei herkömmlichen Anhängerkupplungen besteht in dieser Fahrsituation die Gefahr, dass die anhängerseitige Kupplung 22 beim Hochschwenken mit dem Niederhalter 4 in Kontakt kommt und diesen dabei verbiegt oder gar zerstört.

[0025] Erfindungsgemäß erfolgt jedoch in dieser Fahrsituation ein Verschwenken der aus Kugelkopf 3 und Niederhalter 4 bestehenden Einheit durch Verschwenken des Schwenkelements 5 um die Schwenkachse 6, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht. Eine Kollision der anhängerseitigen Kupplung 22 mit dem Niederhalter 4 kann auf diese Weise verhindert werden.

[0026] Die erfindungsgemäße Anhängerkupplung ist insbesondere für landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Fahrzeuge, aber auch für alle anderen Fahrzeuge besonders geeignet, wo es durch die Art des Untergrundes zu extremen Stellungen zwischen der Anhängerkupplung 1 des Zugfahrzeuges und der anhängerseitigen Kupplung 22 kommen kann.

[0027] Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Schwenkbeweglichkeit der aus Kugelkopf 3 und Niederhalter 4 gebildeten Einheit um die Schwenkachse 6 über zylindrische Achsstummel 5c, 5d realisiert. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch denkbar, dass die Achsstummel eine nicht kreisförmige Querschnittsform aufweisen. Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer Anhängerkupplung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Achsstummel 5'c in einer Aussparung 5'e eines Schenkels 5'a gelagert ist und der Querschnitt des Achsstummels 5'c trapezförmig ausgebildet ist. Dies hat zur Folge, dass ein Schwenken bzw. Kippen nicht sofort bei jedem von 180° abweichenden Winkel α erfolgt. Es ist vielmehr erst ein gewisses Kippmoment zu überwinden, bevor die aus Kugelkopf und Niederhalter gebildete Einheit in die eine oder andere Richtung schwenkt. Eine der beiden maximal gekippten Stellungen ist dabei gestrichelt dargestellt.

[0028] Fig. 7 zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei welcher ein Achsstummel 5"c flach bzw. im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist. Die Aussparung 5"e sieht dabei in einem Mittelbereich eine kleine Erhöhung 5"f vor, sodass der Achsstummel in begrenztem Umfang auf dieser Erhöhung 5"f schwenken kann.

[0029] Im ersten Ausführungsbeispiel weisen die Schenkel 5a, 5b des Halterungselements Nuten 5c, 5d auf, um das Schwenkelement einhängen zu können. Ist wäre aber auch denkbar, dass die Aussparung für die Achsstummel durch eine geschlossene Kontur gebildet wird und die Montage durch eine zweiteilige Ausführung des Halterungsteils realisiert wird.

[0030] Die Ausführungen gemäß den Figuren 6 und 7 haben den Vorteil, dass das Schwenkelement auch dann stabil in der waagerechten Lage bleibt, wenn sich die Drehachse nicht genau in der Kugelmitte befindet. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch noch viele weitere Varianten denkbar, die man nach diesem Konstruktionsprinzip aufbauen könnte.


Ansprüche

1. Anhängerkupplung (1) mit einem Halterungsteil (2) zur Befestigung der Anhängerkupplung (1) an einem Zugfahrzeug, einem Kugelkopf (3) und einem Niederhalter (4),
dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) und der Niederhalter (4) eine Einheit bilden, die um eine Schwenkachse (6) schwenkbar mit dem Halterungsteil (2) gekoppelt ist, wobei die Schwenkachse (6) so ausgerichtet ist, dass sie den Kugelkopf (3) schneidet.
 
2. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (6) in einem am Zugfahrzeug befestigten Zustand der Anhängerkupplung (1) parallel zu einer Hinterachse des Zugfahrzeugs ausgerichtet ist.
 
3. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) und der Niederhalter (4) auf einem Schwenkelement (5) gehaltert sind, das um die Schwenkachse (6) schwenkbar am Halterungsteil (2) befestigt ist.
 
4. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) einen Kugelmittelpunkt (7) vorsieht und die Schwenkachse (6) einen Abstand vom Kugelmittelpunkt (7) im Bereich von 0 mm +/- 30% des Durchmessers des Kugelkopfes (3) aufweist.
 
5. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) einen Kugelmittelpunkt (7) aufweist und die Schwenkachse (6) durch den Kugelmittelpunkt (7) verläuft.
 
6. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungsteil (2) zwei beabstandete Lagerstellen (13, 14) zur schwenkbaren Lagerung des Schwenkelements (5) aufweist, wobei der Abstand der beiden Lagerstellen (13, 14) im Bereich des 1,1-fachen bis 10-fachen Durchmessers des Kugelkopfes (3) liegt.
 
7. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungsteil (2) über Kopplungsmittel (17) drehfesten am Zugfahrzeugs befestigbar ist.
 
8. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhängerkupplung (1) für eine Stützlast von wenigstens 1.00 bis 4.000 kg und mehr ausgelegt ist.
 
9. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhängerkupplung (1) für eine Anhängelast von mehr 3.500 kg und mehr ausgelegt ist.
 
10. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (3) einen Durchmesser von 50 mm bis 120 mm aufweist.
 
11. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungsteil (2) U-förmig mit zwei seitlichen Schenkeln (2a, 2b) ausgebildet ist und das Schwenkelement (5) im Bereich der seitlichen Schenkel (2a, 2b) verschwenkbar am Halterungsteil (2) angekoppelt ist.
 
12. Anhängerkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (5) U-förmig mit zwei seitlichen Schenkeln (5a, 5b) ausgebildet ist und das Schwenkelement (5) im Bereich seiner seitlichen Schenkel (5a, 5b) verschwenkbar am Halterungsteil (2) angekoppelt ist.
 




Zeichnung






















Recherchenbericht









Recherchenbericht