Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, einen Kupplungsstecker sowie eine Kupplungsaufnahme, insbesondere zum Einsatz in Nutzfahrzeugen.

Für schwere Nutzfahrzeuge ist es seit langem bekannt, zur Verbindung eines Anhä- ngers mit einem Zugfahrzeug eine Kombination aus einer Sattelkupplung und einem Königszapfen zu verwenden. Gleichzeitig werden, insbesondere um den Anhänger mit Druckluft und elektrischer Energie zu versorgen, an verschiedenen Stellen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger flexible Leitungen verlegt, welche auch eine Schwenkbewegung des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug ausgleichen können.

Diese flexiblen Leitungen werden zumeist durch den Anwender des Nutzfahrzeuges per Hand zusammengeschlossen und verschleißen durch die periodischen Verformun- gen bei Schwenkbewegung des Anhängers relativ zum Nutzfahrzeug kontinuierlich während Ihres Einsatzlebens. Bisher ist für diese Leitungssysteme auch keine Möglich- keit bekannt, einen automatischen Ankuppelvorgang eines Zugfahrzeuges an einen Anhänger, mit dem gleichzeitigen Verbinden von Druckleitungen und elektrischen Lei tungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger, zu kombinieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereit zu stellen, welches auf verbesserte Weise die Übertragung von elektrischer Energie und Fluiddruck zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger erlaubt. Weiterhin ist es Aufgabe der vorlie- genden Erfindung, dieses System derart auszulegen, dass eine automatische Ankupp- lung bei gleichzeitigem Anschluss des Anhängers an das Energieversorgungssystem des Zugfahrzeuges vorgenommen werden kann. Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Kupplungsstecker gemäß Anspruch 1 , einer Kupplungsaufnahme gemäß Anspruch 13 und einem Kupplungssystem gemäß An- spruch 15. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsstecker vorgesehen, welcher insbesondere zum Einsatz an oder in einem Königszapfen ausgelegt ist, wobei der Kupplungsstecker ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil ein drittes Kupplungsteil umfasst, wobei das zweite Kupplungsteil zumindest bereichsweise innerhalb des ersten Kupplungsteils angeordnet ist und das dritte Kupplungsteil zumindest bereichsweise innerhalb des zweiten Kupplungsteils angeordnet ist, wobei sich die Kupplungsteile im Bereich ihrer Überlappung koaxial zu einer ersten Achse erstrecken, wobei zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil ein erster Druckraum gebildet ist, wobei zwischen dem zweiten Kupplungsteil und dem dritten Kupplungsteil ein zweiter Druck- raum gebildet ist, und wobei das dritte Kupplungsteil hohlkörperförmig ausgebildet ist und einen dritten Druckraum bildet, wobei in einem ersten Steckerbereich des Kupp- lungssteckers zumindest das erste und dritte Kupplungsteil zum fluiddichten Anschluss an ein Fluiddrucksystem eines Anhängers ausgelegt sind, wobei in einem zweiten Ste- ckerbereich des Kupplungssteckers zumindest das erste und dritte Kupplungsteil für den Anschluss an eine Kupplungsaufnahme ausgelegt sind, wobei der zweite Druck- raum im Bereich des ersten Anschlussabschnitts fluiddicht verschlossen ist oder in die Umgebung mündet, oder mit einer Leckageüberwachung verbunden ist. Der Kupp- lungsstecker ist, mit Vorteil der auf der Anhängerseite des Nutzfahrzeuges festgelegte Teil des Kupplungssystems, zur Übertragung von Fluiddruck, insbesondere bevorzugt pneumatischem Luftdruck oder hydraulischem Druck ausgelegt. Weiterhin bevorzugt ist der Stecker zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildet. Für den Einsatz an und insbesondere in einem Königszapfen ist der Kupplungsstecker an seiner Außen- seite überwiegend zylindrisch ausgebildet, um in eine zylindrische Bohrung in einem Königszapfen eingeführt werden zu können. Dabei weist der Kupplungsstecker zumin- dest drei Kupplungsteile auf, welche mit Vorteil im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sind. Als im Wesentlichen hohlzylinderförmige Ausbildung wird dabei ins- besondere eine überwiegend hohlkörperförmige Geometrie bezeichnet, welche ledig lich beispielsweise im Bereich des Anschlusses von Druckleitungen an das jeweilige Kupplungsteil, von der mathematischen Rotationssymmetrie abweicht und ansonsten rotationssymmetrisch um die erste Achse ausgebildet ist. Die Kupplungsteile sind dabei überwiegend ineinanderliegend angeordnet, wobei das erste Kupplungsteil im Sinne der vorliegenden Erfindung das Äußere dieser Kupplungsteile ist und das dritte Kupp- lungsteil das Innere, während das zweite Kupplungsteil zwischen dem ersten und drit ten Kupplungsteil angeordnet ist. Bevorzugt ist das zweite Kupplungsteil dabei auf zu- mindest 85% seiner Erstreckung entlang der ersten Achse innerhalb des von dem ers- ten Kupplungsteil aufgespannten Raumes angeordnet. Gleichermaßen bevorzugt ist das dritte Kupplungsteil über zumindest 80% seiner Länge entlang der ersten Achse innerhalb des zweiten Kupplungsteils angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Ausbildung des Kupplungssteckers und es kann durch die möglichst wenig hervorragenden Teile des Kupplungssteckers eine robuste Auslegung erreicht werden. Vorzugsweise kann neben dem zumindest einen dritten Kupplungsteil ein oder eine Vielzahl weiterer dritter Kupplungsteile im Sinne der vorliegenden Erfindung vorgese- hen sein. Die dritten Kupplungsteile können bevorzugt nebeneinander innerhalb des zweiten Kupplungsteils angeordnet sein und somit eine Vielzahl von Druckleitungen zur Verbindung zwischen Anhänger und Zugfahrzeug ermöglichen. Es versteht sich, dass an der Kupplungsaufnahme die entsprechende Zahl an dritten Aufnahmeteilen zur Ver- bindung mit den dritten Kupplungsteilen vorgesehen ist. Der erste Steckerbereich des Kupplungssteckers ist dabei vorzugsweise der Bereich, welcher zum Anschluss sowohl von elektrischen Leitungen als auch von Fluiddruckleitungen an das System des Anhä- ngers ausgelegt ist. Im eingebauten Zustand des Kupplungssteckers am Anhänger ist dabei der erste Steckerbereich vorzugsweise an dessen Oberseite angeordnet. Mit Vorteil weisen das erste Kupplungsteil und das dritte Kupplungsteil im Bereich des ers- ten Steckerbereiches Anschlusszapfen zum Anschluss von Fluidleitungen oder Flu idrohren auf. Der zweite Druckraum mündet im Bereich des ersten Steckerbereiches vorzugsweise in die Umgebung oder ist mit einer Leckageüberwachung verbunden. Auf diese Weise kann der zweite Druckraum insbesondere zur Trennung des ersten Druck- raumes und des zweiten Druckraumes genutzt werden, falls in einem dieser beiden Druckräume eine Leckage entsteht und somit die Gefahr bestehen würde, dass unter Druck stehendes Fluid vom ersten Druckraum in den dritten Druckraum bzw. vom drit ten Druckraum in den ersten Druckraum gelangt. Indem der zweite Druckraum zwi- schen dem ersten und dem dritten Druckraum angeordnet ist, und gleichzeitig zur Ab- fuhr von möglichen Leckage-Drücken ausgelegt ist, kann die Sicherheit des Kupp- lungssteckers und eines mit diesem Kupplungsstecker ausgestatteten Kupplungssys- tems erhöht werden. Im bevorzugten Fall, dass an den zweiten Druckraum eine Lecka- geüberwachung angeschlossen ist, kann es dem Fahrer auch signalisiert werden, wenn im zweiten Druckraum unerwartete Drücke vorliegen, welche auf eine zurückzu- führen sind. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Leckageüberwa- chung als Drucksensor ausgebildet und innerhalb des zur Umgebung hin abgeschlos- senen zweiten Druckraumes angeordnet. Diese bevorzugte Ausführungsform bedeutet, dass der zweite Druckraum verschlossen und an eine Leckageüberwachung ange- schlossen ist. Dem ersten Steckerbereich entlang der ersten Achse gegenüberliegend, ist am Kupplungsstecker ein zweiter Steckerbereich vorgesehen, welcher insbesondere zum Anschluss an eine Kupplungsaufnahme ausgelegt ist. Im zweiten Steckerbereich sind der erste und der dritte Druckraum offen ausgelegt, um derart in eine Kupplungs- aufnahme und dort vorhandene Aufnahmeteile eingesteckt zu werden, dass ein unter Druck stehendes Fluid vom Kupplungsstecker in die Kupplungsaufnahme und umge- kehrt übertragen werden kann. Für diesen Zweck sind im Bereich des zweiten Stecker- bereiches vorzugsweise Dichtungselemente und/oder bevorzugt glatt polierte Flächen an den Kupplungsteilen ausgebildet, damit diese möglichst fluiddicht mit entsprechen- den Aufnahmeteilen einer Kupplungsaufnahme zusammengeschlossen werden kön- nen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Kupplungsste- cker und dabei insbesondere das erste Kupplungsteil mit einer Befestigungsgeometrie zur Festlegung an einem Königszapfen eines Anhängers ausgebildet ist. Eine sichere Festlegung des Kupplungssteckers am Königszapfen erhöht dessen Lebensdauer ins- besondere gegenüber den im normalen Betrieb auftretenden Vibrationen am Nutzfahr- zeug. Bevorzugt ist der Kupplungsstecker, insbesondere bevorzugt das erste Kupp- lungsteil, stoffschlüssig, d.h. mittels einer Schweiß-oder Klebverbindung, an oder inner- halb eines Königszapfens festgelegt. Der zweite Steckerbereich des Kupplungsste- ckers ist dabei vorzugsweise der Bereich, in welchem der Kupplungsstecker, insbeson- dere durch Überlappung mit einer Kupplungsaufnahme, in Wechselwirkung mit einer Kupplungsaufnahme tritt, um insbesondere die Übertragung von Fluiddruck und elektri- scher Energie zu ermöglichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kupplungsteil gegen Verdrehung um die erste Achse relativ zu dem Anhänger gesichert. Durch die Festlegung zumin- dest des ersten Kupplungsteils und insbesondere bevorzugt des gesamten Kupplungs- steckers am Anhänger, können sämtliche Zu- und Ableitungen zum Kupplungsstecker, welche am Anhänger befestigt sind, als starre Leitungen ausgelegt werden und müs- sen keine Schwenk-oder Verlagerungsbewegungen des Kupplungssteckers relativ zum Anhänger durchführen und entsprechende periodische Verformungen aushalten. Auf diese Weise können sowohl die Wandstärken der jeweiligen Leitungen reduziert wer- den, als auch der benötigte Bauraum zum Anschluss des Kupplungssteckers an das System des Anhängers deutlich verkleinert und dadurch so optimiert werden. Weiterhin bevorzugt stützt dabei das erste Kupplungsteil das zweite Kupplungsteil und/oder zu- sätzlich das dritte Kupplungsteil ab. Zwischen dem zweiten und dem dritten Kupplungs- teil ist vorzugsweise ebenfalls eine stützende Haltegeometrie derart ausgebildet, dass die drei Kupplungsteile schlussendlich gegen Verdrehung relativ zum Anhänger gesi- chert werden können.

Bevorzugt weist zumindest eines der Kupplungsteile im Bereich des zweiten Stecker- bereiches einen Schleifkontakt eines elektrischen Systems auf. Das elektrische System ist dabei vorzugsweise mit elektrischen Leitungen und Schleifkontakten ausgestattet und erlaubt die Übertragung von elektrischer Spannung von einer am Zugfahrzeug festgelegten Kupplungsaufnahme über Schleifkontakte hin zu einem Leitungssystem am Kupplungsstecker, welches wiederum den Anhänger mit elektrischer Energie ver- sorgt. Bevorzugt ist dabei in oder an der Wand zumindest eines der Kupplungsteile ein Schleifkontakt vorgesehen, welcher im Bereich des zweiten Steckerbereiches angeord- net und dafür ausgelegt ist, in elektrischem Kontakt mit einem entsprechenden Abneh- mer an einer Kupplungsaufnahme angeschlossen zu werden.

Bevorzugt ist dabei der Schleifkontakt mit einem elektrischen Leiter verbunden, wel- cher isoliert vom jeweiligen Kupplungsteil ist und im ersten Steckerbereich bevorzugt aus dem Kupplungsstecker ragt. Diese Ausführungsform erlaubt es, dass an einem der Kupplungsteile mehrere elektrische Leiter mit jeweils daran angeschlossenen Schleif kontakten, vorgesehen sind. Nachteil dieser Ausführungsform ist, dass die Herstellung eines solchen Kupplungsteiles mit mehreren Schleifkontakten und elektrischen Leitern aufwendig ist. Für den Fall, dass zwei oder sogar nur eine elektrische Leitung ausrei- chend ist, kann anstelle eines elektrischen Leiters auch eines der Kupplungsteile selbst als elektrischer Leiter fungieren, wobei dieses Kupplungsteil jeweils mit einem Schleif kontakt, welcher im einfachsten Fall die Oberfläche des Kupplungsteiles ist, in elektri- schen Kontakt mit dem entsprechenden Aufnahmeteil einer Kupplungsaufnahme ge- bracht werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die Schleifkontakte, als auch die elektrischen Leiter, als auch das jeweilige Kupplungsteil mit aufgedampften Metallschichten ausgebildet. Entsprechend sind dabei zwischen der aufgedampften Metallschicht und dem Material des jeweiligen Kupplungsteils isolie rende Schichten oder Bereiche vorgesehen, welche die elektrische Trennung der ein- zelnen elektrischen Leiter voneinander erlauben.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eines der Kupplungsteile aus elektrisch nicht leitendem, insbesondere bevorzugt nicht-metallischem, Material herge- stellt, wobei auf dieses zumindest eine Kupplungsteil zumindest ein Schleifkontakt auf- gebracht, bevorzugt aufgeklebt oder aufgedampft ist. Ein sich ergebender Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass ein zusätzlicher Isolator zwischen den einzelnen elektri- schen Leitern und zwischen mehreren elektrischen Leitern und dem Kupplungsteil, an welchem diese befestigt sind nicht erforderlich ist. Hierdurch wird auf eine zusätzliche Isolationsschicht verzichtet und Bauraum gespart, wodurch trotz erhöhtem Leitungsvo- lumen (höhere Durchflussmenge) eine kompakte Bauweise des Steckers erreicht wird. Als elektrisch nicht leitendes Material ist besonders ein Faserverbundmaterial mit Po- lypropylen oder Polyamid als Matrixmaterial bevorzugt. Für eine vereinfachte Herstel- lung des Steckers ist es auch bevorzugt, die Kupplungsteile vollständig aus einem der zuvor genannten Kunststoffe oder bevorzugt aus PET herzustellen, welches höchste Festigkeit mit guten Gleiteigenschaften und einer hohen elektrischen Isolationsfähigkeit verbindet. Besonders bevorzugt sind dabei zumindest zwei benachbarte Kupplungsteile aus elektrisch nicht leitendem, insbesondere bevorzugt nicht-metallischem, Material herge- stellt, wobei auf beide dieser Kupplungsteile je zumindest ein Schleifkontakt aufge- bracht, bevorzugt aufgeklebt oder aufgedampft ist. Der Vorteil von Bereichen und Tei- len des Steckers, die aus nichtleitendem Material gefertigt ist, dass diese Kupplungs- teile als ein Körper gefertigt werden, wobei z.B. Verstrebungen zwischen den Kupp- lungsteilen vorgesehen werden können. Dies war bislang nicht möglich, da die Kupp- lungsteile durch einen Isolator / Trennmantel getrennt werden mussten. Dank der Aus- bildung aus elektrisch nicht leitendem Material, entfällt die Notwendigkeit, die Kupp- lungsteile selbst voneinander zu trennen und es kann der Kupplungsstecker als einstü- ckiger Verbund zweier oder aller Kupplungsteile deutlich stabiler ausgebildet sein. Die Fertigung kann hierdurch günstiger und die Dichtungen zuverlässiger gestaltet werden, beispielsweise durch Einsatz eines Druckgussverfahrens.

Bevorzugt erstreckt sich der Schleifkontakt mit einem Bogenwinkel von zumindest 180° um die erste Achse an der Innen-oder Außenwand des jeweiligen Kupplungsteils. Mit einer Erstreckung des Schleifkontakts mit einem Bogenwinkel von zumindest 180° kann gewährleistet werden, dass bei Verschwenkung des Anhängers um jeweils 90° nach links oder 90° nach rechts relativ zum Zugfahrzeug mit ein und demselben Schleifkontakt zuverlässig Energie an den jeweiligen korrespondierenden Kontakt an der Kupplungsaufnahme übertragen werden kann. Gleichzeitig kann somit das Ende dieses Kontaktes zwischen der Kupplungsaufnahme und im Kupplungsstecker auch als Warnungs- oder Trigger-Signal verwendet werden, um den Fahrer des Nutzfahrzeugs vor einem zu großen Verschwenkwinkel von Zugfahrzeug und Anhänger zu warnen.

Um eine zuverlässige Übertragung von elektrischer Energie auch in größeren

Schwenkbereichen von Zugfahrzeug und Anhänger zuzulassen, kann der Schleifkon- takt sich mit einem Bogenwinkel von bis zu 270° um die erste Achse an der Innen-oder Außenwand des Kupplungsteiles erstrecken. In einer alternativ bevorzugten Ausfüh- rungsform erstreckt sich der oder die Vielzahl von Schleifkontakten mit einem Bogen- winkel von bis zu 360° oder besonders bevorzugt genau 360° um die erste Achse und/oder die zweite Achse. Es ist mit dieser bevorzugten Ausführungsform möglich, den Kupplungsstecker oder die mit den Schleifkontakten ausgestattete Kupplungsauf- nehme in einer beliebigen Einbaulage, d.h. ohne eine bestimmte Verdreh im Bereich einer Sattelkupplung

Besonders bevorzugt ist der Schleifkontakt dabei am zweiten Kupplungsteil angeord- net. Insbesondere bevorzugt ist der Schleifkontakt dabei an der Innenseite des zweiten Kupplungsteils angeordnet. Da der an der Innenseite des zweiten Kupplungsteils vor- gesehene zweite Druckraum mit Vorteil nicht zur Übertragung von Fluiddruck ausgelegt ist, sondern lediglich der Abfuhr von austretenden Leckage-Fluiden dient, kann in die sem Bereich mit Vorteil die elektrische Energieübertragung stattfinden, ohne dass diese mit der Fluiddruckübertragung interagiert. Auf diese Weise können in den übrigen Kontaktbereichen besonders fluiddichte Verbindungen zwischen einem Kupplungsste- cker und einer Kupplungsaufnahme ausgebildet werden, während im Bereich des zwei- ten Druckraumes ausschließlich oder hauptsächlich die elektrische Energieübertragung vorgenommen wird. Entsprechend kann mit Vorteil der Schleifkontakt auch an der Au- ßenseite des dritten Kupplungsteiles angeordnet sein. Weiterhin bevorzugt sind sowohl an der Innenseite des zweiten Kupplungsteils als auch an der Außenseite des dritten Kupplungsteiles entsprechende Schleifkontakte und elektrische Leiter vorgesehen, um eine Vielzahl von Leitungen zur Übertragung von elektrischen Signalen und elektri- scher Energie bereitzustellen.

Bevorzugt ist an einem oder einer Vielzahl von Kupplungsteilen eine Vielzahl von elektrischen Schleifkontakten vorgesehen, wobei jeder der Schleifkontakte mit einem elektrischen Leiter verbunden ist. Durch das Anordnen einer Vielzahl von elektrischen Schleifkontakten und elektrischen Leitern kann insbesondere eine große Datenmenge elektrischer Signale gleichzeitig oder zusätzlich mit entsprechender elektrischer Span- nung zur Versorgung von Pumpen, Motoren und Beleuchtung an den Anhänger über- tragen werden.

Mit Vorteil sind dabei sämtliche der Schleifkontakte am zweiten Kupplungsteil angeord- net und festgelegt. Auf diese Weise kann insbesondere die Anschlussgeometrie der elektrischen Leiter am zweiten Kupplungsteil konzentriert werden, sodass an diesem mit Vorteil nur ein Steckerelement angesteckt werden muss, welches eine Vielzahl von elektrischen Leitern mit den jeweiligen, am zweiten Kupplungsteil angeordneten Schleifkontakten verbindet. Die einzelnen Schleifkontakte erstrecken sich dabei entlang von Umfangsbahnen um die erste Achse, und sind voneinander entlang der ersten Achse beabstandet angeordnet. Indem an der Steckeraufnahme korrespondierende Schleifkontakte vorgesehen sind, kann bei Erreichen der korrekten Stellung des Ste- ckers und der Steckeraufnahme in der vollständig zusammengekoppelten Stellung längs der ersten Achse, jeweils ein Paar von Schleifkontakten am Stecker und an der Aufnahme elektrische Energie übertragen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kupplungsteil mit einem Königs- zapfen stoffschlüssig verbunden oder einstückig ausgeführt. Auf diese Weise kann ins- besondere der Bauraumbedarf des Kupplungssteckers innerhalb des Königszapfens deutlich reduziert werden, da bereits die Innenwand des in einen Königszapfen einge- brachten Durchgangsloches als erstes Kupplungsteil im Sinne der vorliegenden Erfin- dung verwendet werden kann. Gleichzeitig kann dadurch die besonders feste Verbin- dung zwischen dem Kupplungsstecker und dem Königszapfen erreicht werden.

Weiterhin bevorzugt mündet der zweite Druckraum in die Umgebung, wobei bevorzugt ein Schutzelement am Austritt in die Umgebung vorgesehen ist. Als Schutzelement kann im vorliegenden Fall vorzugsweise ein Filterelement zum Einsatz gelangen, wel- ches verhindert, dass Schmutz oder unerwünschte Flüssigkeiten in den zweiten Druck- raum eindringen. Weiterhin bevorzugt kann als Schutzelement auch ein Gitter vorgese- hen sein, welches eine verbesserte Durchlässigkeit von Fluid erlaubt, aber das Eindrin- gen von Schmutzpartikeln und Festkörpern in den zweiten Druckraum verhindert.

Mit Vorteil weist der Kupplungsstecker ein Lichtsignal-Übertragungssystem auf, wobei an zumindest einem der Kupplungsteile ein erster Lichtsignalsender und/oder -Empfän- ger festgelegt ist, welcher dafür ausgelegt ist, kontaktlos mit einem zweiten Lichtsignal- sender und/oder -Empfänger an einer Kupplungsaufnahme zu kommunizieren. Als Alternative oder zusätzlich zu dem elektrischen Energie-und Signalübertragungs- system weist der Kupplungsstecker vorzugsweise ein Lichtsignal-Übertragungssystem auf. Mit Vorteil ist also ein Lichtsignalleiter am Kupplungsstecker, vorzugsweise im Be- reich des ersten Steckerbereiches vorgesehen, welcher mit Vorteil durch den ersten Druckraum, den zweiten Druckraum oder den dritten Druckraum hindurch Lichtsignale an einen entsprechenden Lichtsignalsender und/oder -Empfänger an eine Kupplungs- aufnahme sendet oder empfängt. Der Vorteil eines Lichtsignal-Übertragungssystems ist, dass es kontaktlos funktionieren kann und somit ein Verschleis von Schleifkontak- ten wie bei dem elektrischen Signal-und Energieübertragungssystem nicht vorliegt. Da- bei ist auch die durch ein Lichtsignal-Übertragungssystem übertragbare Signalmenge wesentlich größer als bei elektrischen Signalen, da insbesondere mit verschiedenen Wellenlängenbereichen elektromagnetischer Strahlung mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden können. Besonders bevorzugt ist der erste Lichtsignalsender und/o- der Lichtsignalempfänger innerhalb des dritten Kupplungsteiles angeordnet, wobei die erste Achse diesen Lichtsignalsender/-Empfänger schneidet und wobei der Lichtsignal- sender/-Empfänger Lichtsignale parallel bzw. kollinear zur ersten Achse in Richtung ei- nes zweiten Lichtsignalsenders/-Empfängers an der Kupplungsaufnahme sendet.

Weiterhin erfindungsgemäß ist eine Kupplungsaufnahme, insbesondere für den Einsatz an oder in einer Sattelkupplung, vorgesehen, welche ein erstes Aufnahmeteil, ein zwei- tes Aufnahmeteil und ein drittes Aufnahmeteil aufweist, wobei das zweite Aufnahmeteil zumindest bereichsweise innerhalb des ersten Aufnahmeteils angeordnet ist und das dritte Aufnahmeteil zumindest bereichsweise innerhalb des zweiten Aufnahmeteils an- geordnet ist, wobei sich die Aufnahmeteile im Bereich ihrer Überlappung koaxial zu ei- ner zweiten Achse erstrecken, wobei zwischen dem ersten Aufnahmeteil und dem zweiten Aufnahmeteil ein erster Aufnahmedruckraum gebildet ist, wobei zwischen dem zweiten Aufnahmeteil und dem dritten Aufnahmeteil ein zweiter Aufnahmedruckraum gebildet ist, und wobei das dritte Aufnahmeteil hohlkörperförmig ausgebildet ist und ei- nen dritten Aufnahmedruckraum bildet, wobei einem ersten Aufnahmeabschnitt der Kupplungsaufnahme zumindest das erste und das dritte Aufnahmeteil zum fluiddichten Anschluss an ein Fluiddrucksystem eines Nutzfahrzeuges ausgelegt sind, wobei in ei- nem zweiten Aufnahmeabschnitt der Kupplungsaufnahme zumindest das erste und das dritte Aufnahmeteil für den Anschluss an einen Kupplungsstecker ausgebildet sind, wo- bei der zweite Anschlussdruckraum im Bereich des ersten Anschlussabschnitts fluid- dicht verschlossen ist oder in die Umgebung mündet, oder mit einer Leckageüberwa- chung verbunden ist. Die Kupplungsaufnahme ist vorzugsweise das Gegenstück zum Kupplungsstecker auf Seiten des Zugfahrzeuges, und ist entsprechend mit Vorteil an einer Sattelkupplung des Fahrzeuges festgelegt. Die entsprechend zu dem ersten Auf- nahmeabschnitt und dem zweiten Aufnahmeabschnitt der Kupplungsaufnahme be- schriebenen Merkmale sind im Wesentlichen identisch zu den zum ersten und zum zweiten Steckerbereich beschriebenen Merkmalen. Die Aufnahmeteile sind, wie auch die zuvor beschriebenen Kupplungsteile, im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebil- det und zumindest im Bereich ihrer Überlappung koaxial zu einer zweiten Achse, wel- che entsprechend der ersten Achse definiert ist, angeordnet. Analog zur Ausbildung des zweiten Anschlussdruckraumes als Pufferbereich zwischen dem ersten und dem dritten Anschlussdruckraum ist dieser entweder fluiddicht verschlossen, wobei in die sem Fall der zweite Druckraum des Kupplungssteckers möglichst nicht fluiddicht ver- schlossen ist, oder er mündet in die Umgebung oder ist mit einem Leckageüberwa- chungssystem verbunden. Wie bereits zum Kupplungsstecker beschrieben, kann der zweite Druckraum bevorzugt verschlossen sein und einen intern angeordneten Druck- sensor aufweisen, welcher als Leckageüberwachung dient.

Mit Vorteil ist dabei der zweite Aufnahmedruckraum an ein Leckageüberwachungssys- tem angeschlossen. Mit Vorteil ist dabei das Leckageüberwachungssystem auf Seiten des Zugfahrzeugs angeordnet. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass bei Ausfall der Elektrik am Anhänger trotzdem eine zuverlässige Warnung vor Leckage am ersten oder am dritten Druckraum bzw. am ersten oder am dritten Aufnahmedruckraum stattfindet. Für den Fall, dass der zweite Aufnahmedruckraum an einer Leckageüber- wachung angeschlossen ist, ist verständlicherweise der Vorteil der zweite Druckraum am Kupplungsstecker fluiddicht abgeschlossen, sodass sämtliches Leckage-Fluid im zweiten Druckraum oder im zweiten Aufnahmedruckraum in Richtung der Leckage- Überwachung fließen muss. Bevorzugt weist die Kupplungsaufnahme analog zu dem elektrischen Energieübertra- gungssystem des Kupplungssteckers Schleifkontakte und elektrische Leiter auf, welche entsprechend dafür ausgelegt sind, elektrische Signale und elektrische Energie an oder von dem elektrischen System des Kupplungssteckers zu übertragen. Die Eigenschaf- ten, insbesondere die Erstreckung der Schleifkontakte mit einem bestimmten Bogen- winkel, sind dabei im Wesentlichen analog zu den entsprechenden, zuvor beschriebe- nen Merkmalen des elektrischen Systems am Kupplungsstecker. Weiterhin sind auch in der Kupplungsaufnahme Aufnahmeteile aus elektrisch nicht leitendem Material mit aufgebrachten Schleifkontakten bevorzugt, wie bereits zuvor für die Kupplungsteile be- schrieben wurde.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Kupplungssystem vorgesehen, welches einen Kupp- lungsstecker, wie zuvor beschrieben, und eine Kupplungsaufnahme, wie ebenfalls zu- vor beschrieben, aufweist, wobei der Kupplungsstecker und die Kupplungsaufnahme derart ineinander greifen, dass das erste Kupplungsteil mit dem ersten Aufnahmeteil, das zweite Kupplungsteil mit dem zweiten Aufnahmeteil und das dritte Kupplungsteil mit dem dritten Aufnahmeteil fluiddicht kontaktiert, wobei die Kontaktflächen der Kupp- lungsteile und der Aufnahmeteile im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die erste Achse ausgebildet sind.

Mit Vorteil sind dabei der Kupplungsstecker und die Kupplungsaufnahme entlang einer ersten Achse ineinander schiebbar, im zusammengeschobenen Zustand verlaufen die erste Achse und die zweite Achse kollinear. Mit Vorteil findet die Ankupplung bzw. der Ankupplungsvorgang zwischen dem Kupplungsstecker und der Kupplungsaufnahme und somit entlang der ersten Achse bzw. entlang der zweiten Achse statt. Dies bedeu- tet in der Praxis, dass der Königszapfen mit dem daran festgelegt Kupplungsstecker zunächst in die entsprechende Aufnahme an der Sattelkupplung eingeführt wird, was in der Regel quer zu der ersten Achse stattfindet. Anschließend kann der Kupplungsste- cker und/oder die Kupplungsaufnahme parallel zur ersten bzw. zweiten Achse verlagert werden, um jeweils mit dem anderen Teil (Kupplungsstecker oder Kupplungsauf- nahme) in fluiddichte Verbindung zu treten. Auf diese Weise kann das Kupplungssys- tem in einen Zustand gebracht werden, in welchem die Übertragung von Fluiddruck, bevorzugt Luftdruck oder hydraulischer Druck, und zusätzlich auch zur Übertragung von elektrischer Energie und elektrischen Signalen, und bevorzugt zusätzlich oder al- ternativ auch zur Übertragung von Lichtsignalen ausgelegt ist.

Mit Vorteil mündet dabei entweder der zweite Druckraum oder zweite Aufnahmedruck- raum in die Umgebung oder ist mit einer Leckageüberwachung verbunden. Mit anderen Worten ist somit zumindest einer der beiden Druckräume, also der Druckraum am Kupplungsstecker oder der Aufnahmedruckraum an der Kupplungsaufnahme, fluiddicht geschlossen, sodass die Überwachung von Leckage-Fluid oder die Abfuhr von Le- ckage-Fluid nur in dem jeweils anderen Raum stattfindet. Mit Vorteil mündet der zweite Aufnahmedruckraum unterhalb der Kupplungsplatte in die Umgebung oder in ein Le- ckageüberwachungssystem. Hierdurch ist die Mündung des zweiten Aufnahmedruck- raumes besonders gut gegen Fremdkörpereinwirkung von außen abgeschirmt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Figuren. Es versteht sich, dass einzelne Merkmale, welche nur in einer der Ausführungsformen dargestellt sind, auch in anderen Ausführungsformen Einsatz finden können, sofern dies nicht explizit ausge- schlossen wurde oder sich aufgrund technischer Gegebenheiten verbietet. So können insbesondere nur für den Kupplungsstecker dargestellte Merkmale wie Schleifkontakte und elektrische Leiter selbstverständlich auch an entsprechend bevorzugten Ausfüh- rungsformen der Kupplungsaufnahme vorgesehen sein.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste schematische Ansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Kupp- lungsaufnahme ausgestatteten Nutzfahrzeuges.

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Kupplungssteckers und einer Kupplungs- aufnahme im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Teils eines Kupp- lungssteckers, Fig. 4 eine geschnittene Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Kupplungssteckers, und

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Kupp- lungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte schematische Ansicht eines Nutzfahrzeuges mit einem Zugfahr- zeug Z und einem Anhänger Fl weist eine Sattelkupplung mit einem Königszapfen 8 auf. Im oder zumindest am Königszapfen 8 ist dabei ein Kupplungsstecker 10 vorgese- hen. Korrespondierend dazu weist die Sattelkupplung des Zugfahrzeuges Z eine Kupp- lungsaufnahme 20 auf. Der Kupplungsstecker 10 und die Kupplungsaufnahme 20 defi nieren somit ein Kupplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Durch das Kupplungssystem ist es möglich, Fluiddruck, insbesondere pneumatischen Druck oder hydraulischen Druck, sowie gegebenenfalls auch elektrische Energie oder elektrische Steuersignale im Bereich des Drehpunktes zwischen dem Zugfahrzeug Z und dem An- hänger Fl zu übertragen. Daher ist es nicht nötig, weitere Leitungen oder Kabel zwi- schen dem Zugfahrzeug Z und dem Anhänger Fl zu verlegen, welche bei Schwenkbe- wegung des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug verformt und geführt werden müssen und dabei verschleißen. Weiterhin wird auch der Bauraum der durch diese Kabel ein- genommen würde, eingespart, sodass der Verbindungsbereich zwischen dem Zugfahr- zeug Z und dem Anhänger Fl wesentlich kompakter ausgebildet ist, als aus dem Stand der Technik bisher bekannt.

Fig. 2 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Königszapfens 8, in welchem ein Kupp- lungsstecker 10 eingebracht ist. Weiterhin ist schematisch dargestellt, dass an der nicht gezeigten Sattelkupplung eine Kupplungsaufnahme 20 derart angeordnet ist, dass die erste Achse R des Kupplungssteckers 10 kollinear zur zweiten Achse S der Kupplungs- aufnahme 20 steht. In dieser Stellung zueinander kann im vorliegenden Fall vorzugs- weise die Kupplungsaufnahme 20 entlang der ersten bzw. zweiten Achse R, S in Rich- tung des Kupplungssteckers 10 verlagert werden, um mit einem zweiten Aufnahmebe- reich B2 in Eingriff mit dem zweiten Steckerbereich A2 zu gelangen. Insbesondere über- lappen sich die Kupplungsaufnahme 20 und der Kupplungsstecker 10 dabei in zusam- mengestecktem Zustand derart, dass eine fluiddichte Verbindung zwischen den einzel- nen Teilen des Kupplungssteckers 10 und der Kupplungsaufnahme 20 hergestellt wird. Weiterhin ist dargestellt, dass sowohl die Kupplungsaufnahme 20 als auch der Kupp- lungsstecker 10 jeweils einen ersten Bereich A1 und B1 aufweisen, wobei in diesem ersten Bereich jeweils die Verbindung des Kupplungssteckers 10 und der Kupplungs- aufnahme 20 mit dem Leitungssystem am Anhänger H bzw. am Zugfahrzeug Z herge- stellt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht des oberen Bereiches eines Kupplungssteckers 10. Da- bei ist erkennbar, dass das erste Kupplungsteil 2 und das zweite Kupplungsteil 3 einen ersten Druckraum Di begrenzen, und das zweite Kupplungsteil 4 und das dritte Kupp- lungsteil 6 einen zweiten Druckraum D ₂ , und das dritte Kupplungsteil 6 einen dritten Druckraum D ₃ umschließt. Der erste Druckraum Di mündet dabei in das schematisch dargestellte und sich horizontal aus dem Kupplungsstecker 10 herauserstreckenden Rohr, welches zur Zu-oder Abfuhr von Fluiddruck dient. Der dritte Druckraum D ₃ mün- det dabei in das an der Oberseite angebrachte Rohr oder einen entsprechenden Schlauch, welcher ebenfalls zur Zu-und/oder Abfuhr von Fluiddruck ausgelegt ist. Der zweite Druckraum D ₂ mündet in das auf der linken Seite des Kupplungssteckers 10 an- geordnete Rohr, welches in die Umgebung mündet. Am Austrittsbereich dieses ge- krümmten Rohres ist ein Schutzelement 42 vorgesehen, welches insbesondere als Fil- ter oder Gitter ausgelegt ist, um das Eindringen von Schmutz oder korrosiven Flüssig keiten in den zweiten Druckraum D ₂ zu verhindern. Sämtliche Anschlussgeometrien zur Verbindung der Druckräume Di, D ₂ , D3 mit dem Anhänger H befinden sich dabei im Wesentlichen im Bereich eines ersten Steckerbereiches Ai, welcher sich, bezogen auf den gesamten Kupplungsstecker 10, vorzugsweise an der Oberseite, d.h. vorzugs- weise an der Seite, welche in Richtung des Anhängers H weist, vorgesehen ist. An der in Fig. 3 nicht gezeigten Unterseite des Kupplungssteckers 10 ist vorzugsweise der zweite Steckerbereich A ₂ angeordnet, in welchem der Kupplungsstecker 10 mit einer Kupplungsaufnahme 20 siehe Fig. 2 und Fig. 1 angeschlossen werden kann. Fig. 4 zeigt eine geschnittene Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Kupplungssteckers 10. Dabei ist neben den zuvor beschriebenen Druckräumen Di bis D3 zusätzlich noch ein bevorzugt vorgesehenes elektrisches Sys- tem 7 am Kupplungsstecker 10 angeordnet. Das elektrische System 7 weist bevorzugt Schleifkontakte 71 und zu diesen Schleifkontakten 71 führende elektrische Leiter 72 auf. Bei der in Fig. 4 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist das elektrische Sys- tem im Wesentlichen am zweiten Kupplungsteil 4 angeordnet und festgelegt. Es ist aber auch denkbar, dass die einzelnen Schleifkontakte 71 auf verschiedene Kupp- lungsteile 2, 4, 6 verteilt werden. Darüber hinaus ist in Fig. 4 gezeigt, dass der zweite Druckbereich D ₂ im Unterschied zu der in den vorherigen gezeigten Ausführungsfor- men, nicht in die Umgebung, sondern in eine Leckageüberwachung 30 mündet. Die Le- ckageüberwachung 30 kann beispielsweise einen Drucksensor aufweisen, welcher bei Ansteigen des Druckes im zweiten Druckbereich D ₂ ein Warnsignal an den Fahrer des Nutzfahrzeuges ausgibt. Dabei kann die Leckageüberwachung 30 sowohl am Kupp- lungsstecker 10 als auch in der hierzu korrespondierend ausgebildeten Kupplungsauf- nahme 20 angeordnet sein. Bevorzugt ist sowohl in der Kupplungsaufnahme 20, wel- che am Zugfahrzeug Z festgelegt ist, als auch am Kupplungsstecker 10, welcher am Anhänger H festgelegt ist, eine Leckageüberwachung 30 vorgesehen. Es versteht sich, dass das in Fig. 4 gezeigte elektrische System 7 korrespondierend auch an der Kupp- lungsaufnahme 20, welche in dieser Figur nicht dargestellt ist, vorhanden ist, wobei zu den Schleifkontakten 71 am Kupplungsstecker 10 entsprechende Schleifkontakte 71 auch an der Kupplungsaufnahme 20 ausgebildet sind.

Fig. 5 zeigt ein Kupplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem be- vorzugt zusätzlich zu dem elektrischen System 7auch ein Lichtsignalübertragungssys- tem 9 vorgesehen ist. Das Lichtsignalübertragungssystem weist einen ersten Lichtsig- nalsender/-Empfänger 92 auf, welcher am Kupplungsstecker 10 und insbesondere be- vorzugt am dritten Kupplungsteil 6 festgelegt ist. An der Kupplungsaufnahme 20 ist kor- respondierend dazu ein zweiter Lichtsignalsender/-Empfänger 94 angeordnet, welcher mit dem am Kupplungsstecker 10 angeordneten Lichtsignalsender/-Empfänger 92 kommuniziert. Lichtsignalsender haben den Vorteil, dass mit Ihnen höhere Datenraten übertragen werden können als bei einfachen elektrischen, analogen Leitungen und keine Verschleißvorgänge aufgrund von Festkörperreibung, wie dies im elektrischen System 7 geschieht, stattfindet. Darüber hinaus zeigt Fig. 5 das Kupplungssystem im zusammengesteckten Zustand, wobei der Kupplungsstecker 10 und die Kupplungsauf- nahme 20 längs der ersten Achse R und der in dieser Stellung kollinear verlaufenden zweiten Achse S ineinandergesteckt sind. Zur Abdichtung zwischen dem ersten Kupp- lungsteil 2 und dem ersten Aufnahmeteil 22 ist in deren Überlappungsbereich zumin- dest eine Dichtung 5 vorgesehen. Gleichsam ist eine solche Dichtung 5 im Überlap- pungsbereich zwischen dem dritten Kupplungsteil 6 und dem dritten Aufnahmeteil 26 vorgesehen ist. Im zusammengesteckten Zustand bilden der erste Druckraum Di und der erste Aufnahmedruckraum Ei ein gemeinsames Volumen zur Übertragung von Flu iddruck. Ebenso bilden der zweite Druckraum D ₂ und der zweite Aufnahmedruckraum E ₂ ein gemeinsames Volumen, in welchem sich Leckagefluid sammelt und an die Um- gebung abgegeben oder in einer Leckageüberwachung gemessen wird. Auch der dritte Druckraum D3 und der dritte Aufnahmedruckraum E3 bilden ein gemeinsames Volu- men, in welchem Fluiddruck übertragen werden kann. Das zweite Kupplungsteil 4 ist im zweiten Steckerbereich A ₂ auf der rechten Seite in Fig. 5 bereichsweise aufgebrochen dargestellt, wodurch der Blick auf die Schleifkontakte 71 und elektrischen Leiter 72, welche am zweiten Aufnahmeteil 24 festgelegt sind, frei ist. Die Schleifkontakte 72 am zweiten Aufnahmeteil 24 erstrecken sich mit Vorteil entlang der Innenwand des zweiten Aufnahmeteils 24 und spannen einen Bogenwinkel von ca. 180° um die zweite Achse S auf. Am zweiten Kupplungsteil 4 sind korrespondierende Schleifkontakte vorhanden, die jeweils in einer bestimmten Lage parallel zur ersten Achse R angeordnet sind und mit je einem Schleifkontakt 72 am zweiten Aufnahmeteil 24 in Kontakt gelangen. Es versteht sich, dass auch am ersten und am dritten Aufnahmeteil 22, 26 solche Schleif kontakte 72 mit elektrischen Leitern 71 angeordnet sein können. Der Außendurchmes- ser des ersten Kupplungsteils 2 ist mit Vorteil kleiner als der Außendurchmesser des ersten Aufnahmeteils 22, weil der Kupplungsstecker auf diese Weise in eine möglichst kleine Aussparung n einem Königszapfen 8 eingesetzt werden kann.

Bezugszeichen:

2 - erstes Kupplungsteil 5 - Dichtung

4 - zweites Kupplungsteil 6 - drittes Kupplungsteil elektrisches System Ai - erster Steckerbereich Königszapfen A ₂ - zweiter Steckerbereich

Lichtsignalübertragungssystem Bi - erster Aufnahmebereich

Kupplungsstecker B ₂ - zweiter Aufnahmebereich

Kupplungsaufnahme Di - erster Druckraum

erstes Aufnahmeteil D ₂ - zweiter Druckraum zweites Aufnahmeteil D3 - dritter Druckraum

drittes Aufnahmeteil Ei - erster Aufnahmedruckraum

Leckageüberwachung E ₂ - zweiter Aufnahmedruckraum

Schutzelement E3 - dritter Aufnahmedruckraum

Schleifkontakt H - Anhänger

elektrischer Leiter R - erste Achse

Lichtsignalsender/-empfänger S - zweite Achse

Lichtsignalsender/-empfänger Z - Zugfahrzeug