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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Wechselvorrichtung für
Niitzfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Wechselvorrichtungen werden
dort eingesetzt, wo ein einziges Trägerfahrzeug nacheinander mit
verschiedenen Fahrzeugaufbauten kombiniert und so für unterschiedliche
Transportaufgaben genutzt werden kann.
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Der Transport von unterschiedlichen
Gütern stellt
an die Ausführungsform
und die Funktionsweise von Nutzfahrzeugaufbauten unterschiedliche
Anforderungen. Daher ist es für
ein Unternehmen äußerst unwirtschaftlich,
für jede
Transportaufgabe einen kompletten und nur für diese spezielle Transportaufgabe
ausgelegten Lastkraftwagen bereitzuhalten.
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Aus diesem Grund wurden Wechselsysteme für Nutzfahrzeuge
entwickelt, die es erlauben, ein einziges Trägerfahrzeug nacheinander mit
unterschiedlichen Fahrzeugaufbauten zu kombinieren, wobei der Wechsel
einfach und ohne das Zutun einer Werkstatt ausgeführt werden
kann.
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Bei Trägerfahrzeugen, die über eine
Luftfederung in Verbindung mit einer Hubschwinge verfügen, erfolgt
dazu eine Trennung des Fahrzeugaufbaus vom Trägerfahrzeug durch Absenken
des Trägerfahrzeuges,
wobei der Fahrzeugaufbau durch Bodenstützen im Stand gehalten wird.
Das Trägerfahrzeug
kann so unter dem Fahrzeugaufbau heraus fahren. Die Aufnahme eines
neuen Fahrzeugaufbaus erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
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Trägerfahrzeuge, die über keine
Luftfederung verfügen,
müssen
im Gegensatz dazu mit einer Vorrichtung ausgestattet sein, die zum
Zwecke des Wechselns den Fahrzeugaufbau vom Trägerfahrzeug anhebt, damit der
Fahrzeugaufbau in dieser erhabenen Position abgestellt und das Trägerfahrzeug darunter
herausgefahren werden kann.
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Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE 29 36 254 A1 bekannt.
Es handelt sich dabei um eine hydraulische Hubvorrichtung, die im
Chassisbereich zwischen dem Trägerfahrzeug
und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist und aus einem vorderen Hubteil
mit zwei Zugzylindern und einem hinteren Hubteil mit zwei Druckzylindern
besteht. Der vordere Hubteil befindet sich zwischen dem Fahrerhaus
und dem Fahrzeugaufbau und der hintere Hubteil ist im Bereich der
Hinterachse angeordnet.
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Das Trägerfahrzeug ist weiterhin mit
mehreren verteilt angeordneten Verriegelungselementen zur Fixierung
des Fahrzeugträgers
mit dem Fahrzeugaufbau ausgerüstet,
die durch horizontal wirkende Hydraulikzylinder in Längsrichtung
betätigbar sind.
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Zum Wechseln eines Fahrzeugaufbaus
wird dieser zunächst
horizontal nach hinten verschoben, bis die Verriegelungselemente
getrennt sind. Anschließend
werden die horizontalen Hydraulikzylinder vom Fahrzeugaufbau getrennt
und der Fahrzeugaufbau wird durch den vorderen und den hinteren Hubteil
gleichmäßig angehoben,
bis das Trägerfahrzeug
freiliegt. Danach wird der Fahrzeugaufbau auf herausklappbare Bodenstützen abgestellt
und das Trägerfahrzeug
unter dem Fahrzeugaufbau herausgefahren.
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Diese Vorrichtung weist eine Reihe
von Nachteilen auf. So ist eine solche Vorrichtung nur bei Trägerfahrzeugen
mit einer vorhandenen Bordhydraulik anwendbar. Das schränkt den
Einsatzbereich einer solchen Vorrichtung stark ein. Trägerfahrzeuge, die über keine
oder über
keine ausreichend leistungsstarke Hydraulikanlage verfügen, müssen dementsprechend
nachgerüstet
werden. Eine solche Umrüstung
ist mit erheblichen Aufwendungen und Kosten verbunden, die in keinem
Falle gerechtfertigt sind.
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Nachteilig ist auch der im erheblichen
Maße erforderliche
Bauraum zwischen dem Fahrerhaus und dem Fahrzeugaufbau zur Anordnung
des vorderen Hubteiles, der zu Lasten der Länge des Fahrzeugaufbaues geht.
Das verringert den Laderaum des Fahrzeugaufbaus oder schränkt den
Einsatz standardisierter Fahrzeugaufbauten ein.
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Eine weitere Wechselvorrichtung ist
der
EP 0 045 398 B1 zu
entnehmen. Dabei ist der Fahrzeugaufbau mit dem Trägerfahrzeug über zwei
vordere und zwei hintere Stützen
verbunden, die am Trägerfahrzeug
und am Fahrzeugaufbau drehgelenkig angeschlagen sind und so zwischen
sich die Form eines Parallelogramms ausbilden. Dabei sind die vorderen
und die hinteren Stützen
im Bereich des Fahrzeugaufbaus lösbar
ausgeführt.
Zwischen dem Trägerfahrzeug
und dem Fahrzeugaufbau befindet sich weiterhin ein hydraulischer
Teleskopzylinder, der in einer nach hinten zeigenden Winkelstellung
angeordnet ist und der am Trägerfahrzeug
und am Fahrzeugaufbau drehgelenkig angebunden ist. Auch der Teleskopzylinder
ist vom Fahrzeugaufbau lösbar
ausgeführt. Über Kipplagerungen
ist der Fahrzeugaufbau mit dem Trägerfahrzeug verriegelbar ausgeführt. Zum
Zwecke des Anhebens des Fahrzeugaufbaus wird der hydraulische Teleskopzylinder
beaufschlagt, der in zwei Kraftkomponenten auf den Fahrzeugaufbau
einwirkt. Dabei bewegt sich der Fahrzeugaufbau nach oben und nach
hinten.
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Auch diese Hubvorrichtung benötigt eine
hydraulische Antriebseinrichtung für den Teleskopzylinder, die
nicht an jedem Trägerfahrzeug
vorhanden ist und die fiir den Fa11 der Nachriistung unvertretbar teuer
wird.
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Die wesentliche Nachteile sind aber
darin begründet,
dass der Fahrzeugaufbau bei der Trennung vom Trägerfahrzeug eine Schwenkbewegung
nach hinten ausführt,
was einerseits die Gelenke und die Stützen zwischen dem Trägerfahrzeug
und dem Fahrzeugaufbau stark beansprucht und was andererseits zu
einer Instabilität
des sich in der Bewegung befindlichen Fahrzeugaufbaus führt. Die
hohe Beanspruchung führt
zu einem hohen Verschleiß und
die Instabilität
bedeutet ein Sicherheitsrisiko. Die notwendige Schwenkbewegung des
Fahrzeugaufbaus zwingt aber auch dazu, den Fahrzeugaufbau entsprechend
kürzer
auszuführen,
damit sich der Schwenkbereich des Fahrzeugaufbaus nicht über das
Ende des Hauptrahmens hinaus erstreckt. Das wäre sonst ein Unfall- und Sicherheitsrisiko.
Außerdem
wäre so
ein Abstellen des Fahrzeugaufbaus an einer Häuserwand unmöglich oder
zumindest äußerst schwierig.
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Ein gegenüber dem Hauptrahmen kürzerer Fahrzeugaufbau
verringert aber das Fassungsvermögen
des Fahrzeugaufbaus. Das mindert das Leistungsvermögen des
gesamten Transportfahrzeuges.
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Eine weitere Wechselvorrichtung ist
aus der gattungsbildenden
DE
1 474 443 U bekannt, die eine Hubeinrichtung mit einer
schiefen Ebene beschreibt. Dazu ist der Hauptrahmen des Fahrzeuges
mit vorderen und hinteren feststehenden schiefen Ebenen und der
Fahrzeugaufbau mit entsprechenden Rollwagen ausgerüstet. Jedem
Rollwagen ist ein Hydraulikzylinder zugeordnet, der den Rollwagen
horizontal belastet, sodass der Fahrzeugaufbau nach hinten bewegt
und durch die Wirkung der schiefen Ebene nach oben angehoben wird.
In dieser Position kann der Fahrzeugaufbau auf Stützen abgestellt
und das Fahrzeug herausgefahren werden.
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Auch bei dieser Wechselvorrichtung
macht der Fahrzeugaufbau eine Schwenkbewegung nach hinten, sodass
die gleichen Nachteile wie bei der voran beschriebenen drehgelenkigen
Wechselvorrichtung auftreten. Entweder schwenkt der Fahrzeugaufbau über das
Ende des Fahrzeuges hinaus, und das verstärkt eine Unfallgefahr oder
es gibt Probleme an den heute üblichen
Andockrampen, die ein punktgenaues Absetzen des Aufbaus erfordern,
oder der Fahrzeugaufbau wird gegenüber dem Fahrgestell verkürzt ausgeführt, was
aber zu Lasten des Transportvolumens geht. Außerdem verschieben sich bei der
Schwenkbewegung des Fahrzeugaufbaus die Achslasten von der vorderen
zur hinteren Achse, was zu Komplikationen beim Wechselvorgang führen kann.
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Es ist auch nachteilig, dass die
schiefe Ebene teilweise oberhalb des Hauptrahmens angeordnet ist.
Das schränkt
die Aufbauhöhe
bis zur gesetzlich vorgeschriebenen Maximalhöhe von 4 m ein und geht zu
Lasten des Ladevolumens.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine
gattungsgemäße Wechselvorrichtung
zu entwickeln, deren Hubbewegung vertikal gerichtet ist und die
unabhängig
von einer hydraulischen Anlage angetrieben werden kann. Das Anheben,
Absenken und Befestigen des Fahrzeugaufbaues soll auf einfachste
Weise zu realisieren sein.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 bis 9.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden alle
genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
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Dabei besteht der besondere Vorteil
der vorliegenden Erfindung darin, dass die vorteilhaften physikalischen
Gesetze einer schiefen Ebene ausgenutzt werden und damit der benötigte Krafteinsatz zum
Anheben des Fahrzeugaufbaus so gering ist, dass auf den Einsatz
leistungsstarker, hydraulischer Aggregate verzichtet werden kann.
Der Antrieb der Hubvorrichtung, also die Verschiebung der seitlichen Verschiebestangen,
kann so in einfacher Weise über eine
Gewindespindel erfolgen, die durch einen relativ leistungsschwachen
Elektromotor oder durch eine Handkurbel angetrieben wird. Selbstverständlich wäre aber
auch der Einsatz eines Hydraulikzylinders möglich, wobei dann auf die Gewindespindel
verzichtet werden kann. Bei Ausfall des vorhandenen Antriebes kann
die Hubeinrichtung auch von einer externen Winde angetrieben werden.
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Von Vorteil ist auch, dass alle erforderlichen Bewegungen
wie das Entriegeln und das Anheben des Fahrzeugaufbaus allein durch
Handkurbel zu betätigen
ist. Das macht die Bedienung sehr einfach. Aus der rein vertikalen
Hubbewegung des Fahrzeugaufbaus und der Anordnung der gesamten Hubeinrichtung
unterhalb des Fahrzeugaufbaus ergibt sich ein weiterer Vorteil,
der darin besteht, dass der Fahrzeugaufbau oplimal groß gegenüber dem
Hauptrahmen des Trägerfahrzeuges
ausgeführt
werden kann. Das schafft zusätzlichen
Transportraum.
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Obendrein kann der Fahrzeugaufbau
wesentlich genauer und ohne Unfallrisiko an jedem beliebigen Standort
abgestellt werden.
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Die Wechselvorrichtung ist vielseitig
ausführbar
und somit an die unterschiedlichsten Trägerfahrzeuge und Fahrzeugaufbauten
anpassbar.
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So ist es möglich, die schiefe Ebene nicht
gegen den Hilfsrahmen, sondern gegen den Hauptrahmen wirken zu lassen.
Das kann bei einigen Fahrzeugtypen einfacher sein. Zur Optimierung
der erforderlichen Kraftkomponente kann der Winkel der schiefen
Ebene auch unterschiedlich gewählt
werden. Es ist auch möglicherweise
von Vorteil, wenn der Winkel der schiefen Ebene verstellbar ausgeführt wird.
Das macht den Einsatz einer solchen Wechselvorrichtung variabler.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
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Dazu zeigt:
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1 ein
Trägerfahrzeug
mit angehobenem Hilfsrahmen eines Fahrzeugaufbaus
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Das in der 1 dargestellte Trägerfahrzeug besteht in bekannter
Weise und in der Hauptsache aus einem horizontalen Hauptrahmen 1 mit
einer Vorderachse 2 mit Vorderrädern 3 und einer Hinterachse 4 mit
Hinterrädern 5 sowie
aus einem Fahrerhaus 6, in dem u. a. die Antriebstechnik
untergebracht ist. Hinter dem Fahrerhaus 6 und oberhalb
des Hauptrahmens 1 befindet sich ein Freiraum zur Aufnahme eines
Fahrzeugaufbaus. Fahrzeugaufbauten können zum Beispiel Dreiseilenkipper,
Betonmischer, Tankaufbauten oder Salzstreuer sein. Jeder dieser
Fahrzeugaufbauten besitzt einen gleichen Hilfsrahmen 7, der
in seinen Abmessungen und in seiner Gestaltung auf den Hauptrahmen 1 des
Trägerfahrzeuges
so abgestimmt ist, dass die jeweiligen Rahmenteile in Auflage zueinander
gelangen.
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Der Hilfsrahmen 7 des Fahrzeugaufbaus
ist im vorderen und im hinteren Bereich mit jeweils zwei seitlich
ausgelegten Stützfüßen 8 ausgestaltet,
die über
Steck- oder Schwenkelemente tragfähig am Hilfsrahmen 7 befestigt
sind und die in ihrer Höhe verstellbar
ausgeführt
sind.
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Der Hauptrahmen 1 und der
Hilfsrahmen 7 sind durch eine erfindungsgemäße Wechselvorrichtung
miteinander verbunden. Diese Wechselvorrichtung besteht aus einer
vorderen Hubeinrichtung mit einem einerseitigen und einem andersseitigen
Hubteil 9 und aus einer hinteren Hubeinrichtung mit ebenfalls
einem einerseitigen und einem andersseitigen Hubteil 10.
Sowohl die beiden vorderen Hubteile 9 als auch die beiden
hinteren Hubteile 10 besitzen je zwei vordere Gleitlager 11 bzw.
zwei hintere Gleitlager 12, die alle in einer gemeinsamen
Flucht angeordnet und die mit Abstand zueinander starr am Hauptrahmen 1 befestigt
sind. Dabei sind die beiden vorderen Gleislager 11 und
die beiden hinteren Gleitlager 12 jeder Seile des Trägerfahrzeiges
mit einer gemeinsamen und in Längsrichtung
gleitfähigen
Verschiebestange 13 durchzogen. Die zwei Verschiebestangen 13 zu beiden
Seiten des Trägerfahrzeuges
sind am hinteren Ende über
einen Querriegel 14 starr miteinander verbunden. Dieser
Querriegel 14 ist mit einer Lagersielle 15 ausgerüstet, in
der eine sich gegenüber
dem Hauptrahmen 1 abstützende
Längsverstelleinrichtung
in Gestalt einer Gewindespindel 16 mit einer Handkurbel
gelagert ist.
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Auf jeder Verschiebestange 13 befinden
sich in starrer Verbindung mit der Verschiebestange 13 ein
zum vorderen Hubteil 9 gehörendes vorderes Hubelement 17 und
ein dem hinteren Hubteil 10 zugeordnetes hinteren Hubelement 18,
die jeweils zwischen den beiden vorderen Gleitlagern 11 bzw.
zwischen den hinteren Gleitlagern 12 angeordnet sind. Dabei
sind das vordere Hubelement 17 und das hintere Hubelement 18 in
ihren Abmessungen so auf den Abstand der beiden vorderen Gleitlager 11 und der
beiden hinteren Gleitlagern 12 abgestimmt, dass die beiden
Hubelemente 17, 18 einen freien, nur durch die
Gleitlager 11, 12 begrenzten Verschiebeweg aufweisen.
Das vordere Hubelement 17 und das hintere Hubelement 18 sind
jeweils keilförmig
und mit einer schiefen Ebene 19 ausgebildet, wobei sich
die beiden Hubelemente 17, 18 in die Höhe erstrecken und
die beiden schiefen Ebenen 19 sich auf der gleichen Seite
der beiden Hubelemente 17, 18 befinden. Jede schiefe
Ebene 19 besitzt einen unteren Anschlag 20 und
einen oberen Anschlag 21. Dabei sind die Länge und
der Winkel der schiefen Ebene 19 so vorherbestimmt, dass
ein mindestens notwendiger Höhenunterschied
zwischen dem unteren Anschlag 20 und dem oberen Anschlag 21 realisiert
ist. In Anpassung an die Lage und die Abmessungen der beiden Hubelemente 17, 18 ist
jedem Hubelement 17, 18 ein entsprechendes Führungselement 22,
vorzugsweise eine Rolle, zugeordnet, wobei jedes Führungselement 22 starr
am Hilfsrahmen 7 befestigt ist und in den Abmessungen und
der Form auf die schiefe Ebene 19 und auf die beiden Anschläge 20, 21 abgestimmt
ist. Gegenüber
der Befestigung der seitlichen Stützfüße (8) am Hilfsrahmen
(7) ist das Führungselement
(22) tieferliegend angeordnet, um ein Anschlagen des Hubelementes
(17, 18) an die Stützfüße (8) zu verhindern
und so ein Unterdurchfahren des Trägerfahrzeuges zu ermöglichen.
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Im Heckbereich des Fahrzeuges sind
der Hauptrahmen 1 des Trägerfahrzeuges und der Hilfsrahmen 7 des
Fahrzeugaufbaus durch eine Vertikalführung miteinander verbunden.
Dazu besitzen der Hilfsrahmens 7 mindestens zwei vertikal
und nach unten gerichtete Führungsstangen 23 und
der Hauptrahmen 1 entsprechende vertikale Führungshülsen 24.
Die Länge
der vertikalen Führungsstangen 23 ist dabei
in Abstimmung mit den Abmessungen der schiefen Ebenen 19 der
Hubelemente 17, 18 auf eine maximale Hubstrecke
des Hilfsrahmens 7 ausgelegt. Beide vertikalen Führungshülsen 24 sind
mit einer Verschlusseinrichtung ausgerüstet, die im geöffneten Zustand
ein horizontales Herausfahren der vertikalen Führungsstangen 23 ermöglicht.
Die Verschlusseinrichtung ist vorzugsweise ein Bajonettverschluss.
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Die Lage der vertikalen Führungshülsen 24 und
die Höhe
des Querriegels 14, der die beiden Zugstangen 13 miteinander
verbindet, sind so aufeinander abgestimmt, dass die vertikalen Führungsstangen 23 bei
einer Relativbewegung zwischen dem Hilfsrahmen 7 und dem
Hauptrahmen 1 den Querriegel 14 ungehindert passieren
können.
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Zur Wechselvorrichtung gehört auch
eine Verriegelungseinrichtung. Diese Verriegelungseinrichtung besteht
aus mindestens zwei Riegeln 25 pro Seite, die starr und
mit Abstand auf der gemeinsamen Verschiebestange 13 befestigt
sind und aus mindestens zwei Fallen 26, die starr am Hilfsrahmen 7 befestigt
sind und die in ihre Lage und der Form den Riegeln 25 angepasst
sind.
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Im Betriebszustand eines Nutzfahrzeuges sind
das Trägerfahrzeug
und der Fahrzeugaufbau so miteinander verbunden, dass der Hilfsrahmen 7 auf den
Hauptrahmen 1 aufsitzt und beide miteinander verriegelt
sind. Dazu sind die Stüzfüße 8 des
Hilfsrahmens 7 eingezogen oder eingeschwenkt und die beiden
Verschiebestangen 13 bis zum Anschlag der beiden Hubelemente 17, 18 an
eines der beiden Gleitlager 11 und 12 eingeschoben,
so dass sich die Führungselemente 22 des
Hilfsrahmens 7 am unteren Anschlag 2Π der schiefen Ebenen 19 befinden.
In dieser Position ist auch die Verriegelungseinrichtung verschlossen,
indem die Riegel 25 in die Fallen 26 eingeschoben
sind. Die vertikalen Führungshülsen 24 sind
ebenfalls geschlossen.
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Zum Zwecke des Trennens und des Absetzens
des Fahrzeugaufbaus vom Trägerfahrzeug
wird die Gewindespindel 16 mit der Handkurbel betätigt, so
dass die Verschiebestangen 13 in Richtung zum Heckteil
des Trägerfahrzeuges
verschoben werden. Durch diese Horizontalbewegung der Verschiebestangen 13 werden
zunächst
die Riegel 25 aus den Fallen 26 der Verriegelungseinrichtung
geschoben und damit der Hubweg des Hilfsrahmens 7 frei gegeben.
Im Zuge der weiteren Horizontalbewegung der Verschiebestangen 13 wird
dann die an der Gewindespindel 16 eingeleitete Kraft an
der schiefen Ebene 14 in eine horizontale und in eine vertikale Kraftkomponente
aufgeteilt. Die horizontale Kraftkomponente wird durch die vertikalen
Führungshülsen 24 der
Vertikalführung
aufgenommen und die vertikale Kraftkomponente treibt den Hilfsrahmen 7 in die
Höhe und
lässt ihn
vom Hauptrahmen 1 in vertikaler Richtung abheben. Am Ende
des Verstellweges der Verschiebestangen 13 befinden sich
die Hubelemente 17, 18 in Anschlag mit dem anderen
der beiden Gleitlager 11, 12 und das Führungselementes 22 des
Hilfsrahmens 7 am oberen Anschlag 21 des vorderen
und des hinteren Hubelementes 17, 18. Somit hat
sich der Hilfsrahmen 7 um die Höhendifferenz zwischen dem unteren
und oberen Anschlag 20, 21 vom Hauptrahmen 1 abgehoben.
Jetzt werden die Stützfüße 8 eingesteckt
oder ausgeschoben und in ihrer Höhe
auf den erreichten Bodenabstand eingestellt. Danach wird der Fahrzeugaufbau
bis zum selbstständigen
Stand herabgelassen, die Verschlüsse
der vertikalen Führungshülsen 24 geöffnet und das
Trägerfahrzeug
unter dem Fahrzeugaufbau herausgefahren.
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Eine Aufnahme und Verriegelung eines
neuen Fahrzeugaufbaus auf demselben Trägerfahrzeug erfolgt in der
umgekehrten Reihenfolge der Schritte.
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- 1
- Hauptrahmen
- 2
- Vorderachse
- 3
- Vorderrad
- 4
- Hinterachse
- 5
- Hinterrad
- 6
- Fahrerhaus
- 7
- Hilfsrahmen
- 8
- Stützfuß
- 9
- vorderes
Hubteil
- 10
- hinteres
Hubteil
- 11
- vorderes
Gleitlager
- 12
- hinteres
Gleitlager
- 13
- Verschiebestange
- 14
- Querriegel
- 15
- Lagerstelle
- 16
- Gewindespindel
- 17
- vorderes
Hubelement
- 18
- hinteres
Hubelement
- 14
- schiefe
Ebene
- 20
- unterer
Anschlag
- 21
- oberer
Anschlag
- 22
- Führungselement
- 23
- vertikale
Führungsstange
- 24
- vertikale
Führungshülse
- 25
- Riegel
- 26
- Falle