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Die Erfindung betrifft ein Schwerlasttransportfahrzeug mit einer Mehrzahl von angetriebenen Rädern und/oder Radsätzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, Transportfahrzeuge vorzusehen, um damit Lasten innerhalb von Werksgeländen zu verfahren, beispielsweise um die Lasten in eine von einer Tür verschließbare Lackierkammer oder in einen geschlossenen Raum zum Sandstrahlen einzubringen. Gerade bei Zuführung von Lasten in solche verschließbaren Räume ist ein Transport der Lasten über einen Deckenkran häufig nicht möglich. Auch ist es in der Serienfertigung bekannt, zum Transport von gefertigten Halbzeugen, zum Beispiel Autokarosserien, Naben von Windrädern, ... eine Mehrzahl von Transportfahrzeugen für diese Lasten zur Verfügung zu stellen, so daß gleichzeitig eine Vielzahl von Halbzeugen mit Hilfe derartiger Transportfahrzeuge transportiert werden können und dabei eine gegenüber einem Band deutlich höhere Flexibilität erhalten bleibt.
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Insbesondere bei sehr schweren zu befördernden Lasten von einigen bis einigen zehn oder gar über 100 Tonnen stellt sich die Problematik, daß die Transportfahrzeuge sehr genau ausgerichtet werden müssen, um die Last gegen Verrutschen gesichert zu halten und um außerdem einen übermäßigen einseitigen Verschleiß zu vermeiden, etwa dadurch, daß Räder des Fahrzeugs einseitig einem zu hohen Druck ausgesetzt sind oder daß sie beim Lenken über den Boden radieren.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, gerade beim Transport von sehr schweren Lasten im Bereich von mehreren zehn Tonnen das Fahrzeug zu verbessern.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Schwerlasttransportfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 1, des Anspruchs 6, des Anspruchs 8 und/oder des Anspruchs 10, deren Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander verwirklicht sein können. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung wird auf die abhängigen Ansprüche 2 bis 5, 7, 9 und 11 bis 13 verwiesen.
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In der Ausbildung nach Anspruch 1 ist durch die Justiermöglichkeit der Drehachse in vertikaler Richtung eine Einrichtung geschaffen, die in Reaktion auf eine einseitig stärkere Belastung eine Veränderung des vertikalen Abstandes zwischen der jeweiligen Drehachse und dem Transportbereich bewirkt und so ein einseitiges Einsacken des Fahrzeugs verhindern kann. Insbesondere kann eine zu einer Neigung des Transportbereichs führende einseitige Belastung sensorisch erfaßt werden und die Gegensteuerung automatisiert erfolgen, so daß nach Lastaufnahme das Fahrzeug stets in korrekte horizontale Ausrichtung des Transportbereichs – etwa einer Plattform – verlagert werden kann.
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Neben dieser statischen Nachjustierung kann auch eine dynamische Nivellierung erfolgen, wenn vorteilhaft die Neigung während der Fahrt erfaßbar ist und eine Nachregulierung der Höhenstellung der jeweiligen Radsätze automatisch hierauf erfolgt. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn das Fahrzeug mit hoher Last auch auf unebenem Boden außerhalb von Werkshallen bewegt wird.
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Vorteilhaft ist zur Höhenverstellung des Abstandes zwischen Drehachse und Transportbereich eine Hydraulik vorgesehen, die auch bei sehr hoher Belastung noch ein Anheben des Transportbereichs gegenüber der jeweiligen Drehachse ermöglicht. Die Hydraulik kann während normaler Fahrt auch in Schwimmstellung gehalten werden und damit ein Federn des jeweiligen Radsatzes ermöglichen.
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In der Ausbildung nach Anspruch 6, die insbesondere auch mit den vorgenannten Merkmalen kombiniert sein kann, sind mehrere koaxial liegende Räder zu einem breiten Radsatz zusammengefaßt, was häufig dazu führt, daß dieser Radsatz einseitig belastet wird und nur ein oder zwei Räder die volle Last tragen, so daß diese Räder einer vorzeitigen Abnutzung unterliegen. Gemäß den erfindungsgemäßen Merkmalen der Gesamtschwenkbarkeit des Radsatzes um eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung gelegene Achse kann der Radsatz leicht verschwenkt werden, so daß die Last auch bei leichten Bodenunebenheiten gleichmäßig über die Räder des Radsatzes abgestützt werden kann.
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Sehr günstig ist der Neigungswinkel des Radsatzes begrenzt, zum Beispiel über Anschläge, so daß eine zu starke Neigung des Radsatzes zuverlässig unterbunden wird.
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In der Ausbildung nach Anspruch 8, die insbesondere auch mit den vorgenannten Merkmalen kombiniert sein kann, ist es möglich, das Fahrzeug um seine Mittelachse auf der Stelle zu verdrehen bis hin zu einem Wenden, ohne daß dabei Räder über den Boden radieren müßten. Die lenkbaren Radsätze sind hierfür getrennt von angetriebenen Radsätzen und können aus einer in Fahrzeuglängsrichtung stehenden Position in eine um 45° hierzu um eine Hochachse verdrehte Stellung verbracht werden, so daß alle frei von eigener Antriebskraft ausgebildeten und lenkbaren Räder tangential zu einem Wendekreis gestellt werden können. Bei dem Überfähren in die 45°-Stellung läuft ein Teil der Räder vorwärts, ein anderer Teil rückwärts, so daß für alle Räder die Ablaufbedingung erfüllt bleibt und dadurch der Verschleiß minimiert ist. In der Wendestellung können dann beidseits einer vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene angeordnete Antriebsradsätze ebenfalls gegenläufig zueinander angetrieben werden und dadurch – ebenfalls unter Wahrung der Abrollbedingung – die Drehung des Fahrzeugs um z. B. 90° oder 180° bewirken.
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In der Ausbildung nach Anspruch 10, die insbesondere auch mit den vorgenannten Merkmalen kombiniert sein kann, ist nicht nur für lenkbare Räder, sondern auch für angetriebene Räder des Fahrzeugs möglich, diese jederzeit ohne Schlupf zu bewegen und dadurch auch deren Verschleiß zu minimieren.
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Dies gilt sowohl für Kurvenfahrt, in der kurvenäußere Räder gegenüber weiter kurveninnern gelegenen Rädern eine stärkere Kraftbeaufschlagung erfahren und dadurch schneller laufen – entsprechend der längeren Wegstrecke – als auch für das Wenden, bei dem Radsätze diesseits und jenseits der Achse, um die gewendet wird, gegenläufig zueinander angesteuert werden und zusätzlich auch dort kurvenäußere Räder wieder schneller umlaufen können als kurveninnere Räder.
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Insbesondere ist die Beaufschlagung der Räder allein über den an einer Bedieneinheit eingestellten Lenkwinkel automatisiert und zwangsweise möglich, so daß eine Fehlbedienung ausgeschlossen ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Ansicht von unten eines mit erfindungsgemäßen Merkmalen versehenen Schwerlasttransportfahrzeugs,
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2 eine perspektivische Schnittansicht des Fahrzeugs nach 1 von schräg oben,
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3 eine ähnliche Ansicht wie 1, jedoch mit in Wendestellung verlagerten lenkbaren Radsätzen,
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4 eine Detailansicht eines lenkbaren Radsatzes, ungefähr entsprechend dem Detail IV in 1,
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5 eine längsschnittliche Ansicht des Fahrzeugs nach Figur 1, etwa entsprechend dem Schnitt V-V in 1,
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6 eine Detailansicht eines lenkbaren Radsatzes, ungefähr entsprechend dem Ausschnitt VI in 5,
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7 eine ähnliche Ansicht wie 6 jedoch nach Ausfahren eines Hydraulikzylinders zur Vergrößerung des vertikalen Abstands zwischen dem Transportbereich und der Drehachse des gezeigten Radsatzes,
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8 den Radsatz nach 6 in Ansicht von vorne in Normalstellung,
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9 eine ähnliche Ansicht wie 8, jedoch bei durch Anschläge begrenztem Verschwenken des Radsatzes um eine längs zum Fahrzeug gelegene Achse.
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Das in der Zeichnung dargestellte Schwerlasttransportfahrzeug 1 umfaßt einen Transportbereich 2, der hier nur beispielhaft als planebene Plattform (5) ausgebildet ist. Der Transportbereich 2 kann mit für die jeweilige Lastaufnahme geeigneten Rungen, Halteleisten, -schrägen oder ähnlichen Strukturen versehen sein.
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Auch die hier dargestellte achteckige Umrißgestalt des Transportfahrzeugs 1 ist nur beispielhaft und ermöglicht sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung gleiche Ausmaße und jeweils die Möglichkeit des Zusammenkoppelns mit weiteren Fahrzeugen 1 zu zusammenhängenden Einheiten.
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Das Schwerlasttransportfahrzeug 1 ist jeweils lenkbar und weist hierfür unterhalb seines Transportbereichs 2 eine Mehrzahl von lenkbaren Rädern 3 auf, von denen hier jeweils mehrere koaxial nebeneinander gelegen und zu Radsätzen 4 zusammengefaßt sind. Gemäß der Zeichnung sind jeweils vier Räder 3 zu einem gemeinsamen, drehbaren Radsatz 4 zusammengefaßt. Diese sind in zwei vorderen und zwei hinteren Eckbereichen des Fahrzeugs 1 angeordnet, wobei die Räder 3 um horizontale Drehachsen 4a, 4b, 4c, 4d rotierbar und die Radsätze 4 insgesamt um vertikale Achsen 7a, 7b, 7c, 7d drehbar sind.
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Weiter sind unterhalb des Transportbereichs 2 jeweils antreibbare Räder 6 angeordnet, die hier symmetrisch zu einer vertikalen Längsmittelebene 5 gelegen sind. Dabei sind wiederum zwei oder mehr – hier jeweils drei – koaxiale Räder 6 zu einem gemeinsamen Radsatz 8 zusammengefaßt. Hier sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete Antriebsradsätze 8 pro Fahrzeugseite vorgesehen, die um die horizontale Drehachse 9 rotierbar sind.
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Hier sind die Antriebsradsätze 8 nicht lenkbar; umgekehrt sind die lenkbaren Radsätze 4 nicht angetrieben.
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Sowohl die lenkbaren Radsätze 4 als auch die Antriebsradsätze 8 sind gegenüber dem Transportbereich 2 ganz oder teilweise höhenverlagerbar, wobei mittelbar oder unmittelbar die jeweilige Drehachse 4a, 4b, 4c, 4d der lenkbaren Radsätze 4 bzw. die Drehachse 9 der angetriebenen Radsätze 8 gegenüber einem zu dem Transportbereich 2 ortsfesten Fahrzeugrahmen 10 mit einer Komponente in vertikaler Richtung gegenüber einer Mittelstellung aufwärts und abwärts bewegbar ist.
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Hierfür greift an jedem Radsatz 4, 8 zumindest ein Hydraulikzylinder 11 – oder ein anderes Huborgan – an, wodurch die genannten Auf- oder Abwärtsbewegung hydraulisch bewirkbar ist.
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In den 6 und 7 ist die eingefahrene bzw. ausgefahrene Stellung der Kolbenstange eines an einem lenkbaren Radsatz 4 angreifenden Hydraulikzylinders 11 dargestellt.
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Mit der genannten Höhenverstellung kann im Stand des Fahrzeugs 1 auf eine eventuelle Schrägstellung des Transportbereichs 2 – zum Beispiel durch einseitige Lastauflage – reagiert werden. Diese Neigung in Quer- und/oder Längsrichtung kann zum Beispiel über jeweilige Sensoren erfaßt werden, so daß die Auf- oder Abwärtsbewegung manuell oder insbesondere automatisiert in Abhängigkeit von dieser Neigung des Transportbereichs 2 gegenüber einer horizontalen Fläche bewirkbar ist.
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Des weiteren ist es auch möglich, daß die Neigung während der Fahrt erfaßbar ist und eine Nachregulierung der Stellung der Radsätze 4, 8 als Nivellierung hierauf automatisiert durchführbar ist. Die Neigungsabfrage und Nachregulierung kann zum Beispiel zeitlich getaktet erfolgen.
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In den 8 und 9 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Radsätze 4, 8 dargestellt. Diese sind hier nicht nur höhenverstellbar, sondern auch in sich beweglich, und zwar derart, daß die Drehachse 9 der angetriebenen Radsätze 8 bzw. die Drehachse 4a, 4b, 4c, 4d der lenkbaren Radsätze 4 gegenüber einem zu dem Transportbereich 2 ortsfesten Fahrzeugrahmen 10 um eine bei Geradeausfahrt mit Stellung der Radsätze 4, 8 nach 1 parallel zur Fahrtrichtung F gelegene Achse 12, 13 neigbar ist.
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Die in den 8 und 9 gezeigte Achse 13 der lenkbaren Radsätze 4 durchdringt hierfür eine Quertraverse 14, die dem o. g. Huborgan 11 zur Höhenverlagerung des Radsatzes 4 gegenüber gelegen ist. Die gesamte Quertraverse 14 ist in seitlichen Flanschen 15 um eine horizontale Achse 16 schwenkbar gelagert, so daß mit dem Ein- und Ausfahren des Huborgans 11 sich auch die Lage der Neigungsachse 13 bzw. 12 ändert, wie im Übergang von 6 zu 7 erkennbar ist.
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Ferner wird insbesondere im Übergang von 8 zu 9 deutlich, daß der Neigungswinkel des Radsatzes 4, 8 durch Anschläge 17 begrenzt ist, die hier im Eingriff mit der Quertraverse 14 stehen und in dort ausgenommenen Langlöchern 18 geführt sind. In horizontaler Ausgangsstellung nach 8 befinden sich die Anschläge 17 in den Langlöchern in einer Mittelstellung; in maximal geneigter Stellung des Radsatzes 4 nach 9 schlagen die Anschläge 17 an den Begrenzungen der Langlöcher 18 an und begrenzen dadurch eine weitere Neigung des Radsatzes 4 um die Achse 13.
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In Ausbildung der Erfindung nach den Ansprüchen 8 ff. sind die lenkbaren Radsätze 4 so ausgebildet, daß jeder von ihnen aus der Geradeausstellung (1) in eine Wendestellung (3) lenkbar ist, in der er gegenüber der Geradeausstellung um 45° um eine bezüglich des jeweiligen Radsatzes 4 zentral stehende Hochachse 7a. 7b. 7c, 7d in Richtung der Pfeile W1, W2 eingelenkt ist. Bei diesem Einlenken der gelenkten Radsätze 4 aus einer beliebigen Stellung heraus in die Wendestellung wird ein erster Teil der Räder 3 des Radsatzes 4 vorwärts mit einer Geschwindigkeit V1 für äußere und einer kleineren Geschwindigkeit V2 für weiter innen gelegene Räder abgerollt. Ein jenseits der Drehachse 7a, 7b, 7c, 7d gelegener zweiter Teil der Räder des Radsatzes ist dabei mit Geschwindigkeiten –V1 und –V2 entgegengesetzt zum ersten Teil drehbar. Dadurch bleibt auch beim Übergang in die Wendestellung gemäß 3, in der die Räder 3 tangential zu einem Wendekreis stehen, die Abrollbedingung für alle Räder 3 jederzeit gewahrt. Ein verschleißförderndes Radieren der Räder selbst über den Boden ist dabei ausgeschlossen. Dies ist insbesondere für sehr schwere Lasten von einigen zehn Tonnen bedeutsam.
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In dieser Wendestellung nach 3 kann das Fahrzeug 1 um seine zentrale Hochachse 19 auf der Stelle drehen. Auch hierbei ist ein Schlupf von Rädern vermieden, da die gelenkten Räder 3 auf nebeneinander gelegenen Kreisbahnen laufen und die Antriebsräder 6 durch unterschiedliche Kraftbeaufschlagung derart mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten V3, V4, V5, V6, V7, V8 bzw. –V3, –V4, –V5, –V6, –V7, –V8 (in 3 schematisch durch verschieden lange Pfeile angedeutet) laufen, daß auch für diese stets die Abrollbedingung erfüllt bleibt. Die unterschiedliche Beaufschlagung und auch das Einlenken in die Wendestellung kann von einem Programm automatisch vorgenommen werden, so daß vom Benutzer zum Beispiel über eine Fernbedienung nur das Einlenken in die Wendeposition oder das Drehen auf der Stelle um einen bestimmten Winkel vorgewählt werden; den Rest erledigt das Fahrzeug 1 dann selbständig.
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Um die gelenkten Radsätze 4 einzulenken, müssen deren Räder 3 keinen eigenen Antrieb aufweisen. Es genügt, wie in 4 dargestellt ist, daß ein Motor 20 mit seiner um eine Vertikalachse drehbaren Motorwelle an einem Zahnradsegment 21 angreift und dieses dadurch um die Achse 7a, 7b, 7c, 7d verdreht. Die Räder 3 der lenkbaren Radsätze 4 werden dabei mitgeführt und sind somit allein durch die Drehung um die Hochachse 7a, 7b, 7c, 7d und frei von eigenen Antrieben zur Vortriebsvermittlung bewegbar. Dies gilt für jeden Fahrzustand, also beispielsweise auch für Kurven- oder Geradeausfahrt in Fahrtrichtung F.
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Bei der Kurvenfahrt werden die beidseits der vertikalen Längsmittelebene 5 angeordneten und antreibbaren Räder 6 und/oder Radsätze 8 derart mit unterschiedlicher Kraft beaufschlagt, daß bei einer Kurvenfahrt oder einem Wenden des Fahrzeugs zumindest bezüglich der vertikalen Drehachse, um die herum das Fahrzeug 1 dabei bewegbar ist, in unterschiedlicher Lage befindliche Räder und/oder Radsätze mit einer abweichenden Drehgeschwindigkeit V3, V4, V5, V6, V7, V8 bewegbar sind. Diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten gelten sowohl für Räder 6 innerhalb eines Radsatzes 8 als auch für die nebeneinander liegenden Radsätze 8. Bei einer Kurvenfahrt liegt die Achse, um die herum gedreht wird, außerhalb des Fahrzeugs 1, so daß alle – hier zwölf – nebeneinander liegenden Antriebsräder 6 mit unterschiedlicher Kraft beaufschlagt werden und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zueinander laufen, wobei die Geschwindigkeit mit zunehmender Entfernung zur Achse, um die herum gedreht wird, zunimmt.
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Diese Beaufschlagung der unterschiedlichen Räder 6 und/oder Radsätze 8 kann vollständig automatisiert und in Abhängigkeit vom jeweiligen Lenkwinkel erfolgen.
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Dies gilt auch beim Wenden: hier liegt die Drehachse, um die herum das Fahrzeug 1 bewegt wird, in der zentralen Vertikalachse 19. Auch hier laufen bezüglich der vertikalen Drehachse 19 radial weiter außen befindliche Räder 6 und/oder Radsätze 8 mit einer gegenüber radial weiter innen befindlichen Rädern 6 und/oder Radsätzen 8 größeren Drehgeschwindigkeit. Beim Wenden gemäß 3 laufen allerdings nicht alle Räder 6 in die gleiche Richtung – wie bei der Kurven- oder Geradeausfahrt –, sondern beim Wenden auf der Stelle sind jeweils diesseits und jenseits der Drehachse 19 gelegene Räder 6 und/oder Radsätze 8 gegenläufig zueinander drehbar.
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Für alle Fahrzustände kann gelten, daß die Beaufschlagung der Räder 6 und/oder Radsätze 8 über eine elektronische, den gewünschten Lenkwinkel erfassende Steuerung automatisiert und zwangsweise erfolgt, so daß eine Fehlbedienung ausgeschlossen ist. Das Fahrzeug 1 kann dabei ein Selbstfahrer sein und über eine nur im Nahbereich von wenigen Metern wirksame Fernbedienung ansteuerbar sein.
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Das Fahrzeug 1 ist hier als Niederflurfahrzeug ausgebildet, wobei die Ebene des Transportbereichs 2 ca. 50 Zentimeter oberhalb des Bodens liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwerlasttransportfahrzeug,
- 2
- Transportbereich,
- 3
- gelenkte Räder,
- 4
- gelenkter Radsatz,
- 4a, 4b, 4c, 4d
- horizontale Drehachsen,
- 5
- Längsmittelebene,
- 6
- angetriebene Räder,
- 7a, 7b, 7c, 7d
- vertikale Achsen,
- 8
- angetriebene Radsätze,
- 9
- horizontale Drehachse,
- 10
- Rahmen,
- 11
- Huborgan,
- 12
- Neigungsachse,
- 13
- Neigungsachse,
- 14
- Quertraverse,
- 15
- Flansche,
- 16
- horizontale Achse,
- 17
- Anschläge,
- 18
- Langlöcher,
- 19
- zentrale Vertikalachse,
- 20
- Motor,
- 21
- Zahnradsegment
