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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines Fahrzeugs.
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Derartige Fahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Ein solches Fahrzeug ist beispielsweise als Müllsammelfahrzeug ausgebildet, welches üblicherweise auch als „Müllwagen” oder „Müllfahrzeug” bezeichnet wird. Das Fahrzeug umfasst wenigstens ein Antriebsaggregat, das beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet ist und zum Antreiben des Fahrzeugs dient. Ferner weist das Fahrzeug wenigstens eine Vorderachse, wenigstens eine Hinterachse und eine Fahrerkabine auf. Die Fahrerkabine wird üblicherweise auch als „Führerhaus” bezeichnet und bietet zumindest dem Fahrer des Fahrzeugs Platz. Schließlich umfasst das Fahrzeug auch wenigstens eine Arbeitseinheit zum Verrichten einer Arbeit. Im Falle des Müllsammelfahrzeugs ist die Arbeitseinheit ein Aufbau, welcher einen Laderaum und eine Verdichtereinrichtung aufweist. Der Laderaum wird zum Aufnehmen von Müll genutzt. Die Verdichtereinrichtung dient zum Verdichten des in den Laderaum aufgenommenen Mülls. So ist die Verdichtereinrichtung beispielsweise als Presse ausgebildet, mittels welcher der im Laderaum aufgenommene Müll gepresst werden kann. Durch das Pressen bzw. Zusammenpressen des Mülls wird der Müll verdichtet, so dass eine besonders hohe Menge an Müll im Laderaum transportiert werden kann.
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Konventionelle Müllsammelfahrzeuge bestehen aus einem antreibbaren Basis-Fahrzeug, welches einen Rahmen aufweist. Der Rahmen erstreckt sich üblicherweise zumindest von der Vorderachse durchgehend bis zur Hinterachse. An diesem Rahmen werden die Vorderachse, die Hinterachse, die Fahrerkabine und das Antriebsaggregat befestigt. Darüber hinaus wird an dem Rahmen die Arbeitseinheit befestigt. Im Falle des Müllsammelfahrzeugs handelt es sich bei der Arbeitseinheit um den genannten Aufbau, welcher auch als „Müllsammelaufbau” bezeichnet wird. Bei dem Müllsammelaufbau und dem Basis-Fahrzeug handelt es sich um für sich eigenständig ausgelegte Systeme, wobei die Verbindung des Müllsammelaufbaus mit dem Basis-Fahrzeug bzw. dem Rahmen über zusätzlich im Müllsammelaufbau eingebrachte Tragstrukturen erfolgt. Diese zusätzlichen Tragstrukturen führen zu einem erheblichen Zusatzgewicht, durch welches die Nutzlast des Basisfahrzeugs abgesenkt wird. Dadurch weist das Fahrzeug insgesamt ein sehr hohes Leergewicht auf, so dass es mit einem nur geringen Zusatzgewicht beladen werden kann. Im Vergleich zum Basis-Fahrzeug alleine betrachtet ist dieses Zusatzgewicht wesentlich geringer als eine eigentliche Nutzlast, die das Basis-Fahrzeug aufnehmen könnte. Diese aufnehmbare Nutzlast wird jedoch durch den an sich sehr schweren Müllsammelaufbau beeinträchtigt.
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Die
DE 10 2010 010 366 A1 offenbart ein Fahrgestell für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Sattelzugfahrzeuge. Das Fahrgestell ist entlang der Fahrzeuglängsachse in zwei oder drei separate Baugruppen unterteilt, wobei jede Baugruppe an den beiden Längsseiten des Fahrgestells ein jeweiliges Tragbauteil aufweist. Die beiden Tragbauteile einer jeden Baugruppe sind quer zur Fahrzeuglängsachse voneinander beabstandet und durch Verbindungselemente miteinander verbunden. Dabei ist es vorgesehen, dass die Tragbauteile einer jeden Baugruppe ein jeweiliges Blechumformteil aufweisen, das an der jeweiligen Längsseite des Fahrgestells eine Seitenwand des Fahrgestells bildet. Das Blechumformteil ist dabei entlang der Höhe der jeweiligen Seitenwand einstückig ausgebildet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art sowie ein Baukastensystem zu schaffen, mittels welchen sich eine gewichts- und energieeffiziente Auslegung des Fahrzeugs realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich eine besonders gewichts- und energieeffiziente Auslegung des Fahrzeugs realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrzeug ein die Vorderachse, die Fahrerkabine und das Antriebsaggregat umfassendes Frontmodul als erstes eigenständiges Modulelement und ein Modulelement sowie ein die vom Antriebsaggregat antreibbare Hinterachse und die Arbeitseinheit umfassendes Arbeitsmodul als zweites Modulelement umfasst. Die Modulelemente sind dabei in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend, das heißt hintereinander reversibel lösbar miteinander verbunden. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß eine Funktionsentkopplung vorgesehen. Das erste Modulelement (Frontmodul) erfüllt die Funktion, Energie bereitzustellen, mittels welcher die Hinterachse und die Arbeitseinheit angetrieben bzw. betrieben werden. Das zweite Modulelement (Arbeitsmodul) erfüllt die Funktion, die Arbeit zu verrichten sowie letztendlich das Fahrzeug anzutreiben, da das Arbeitsmodul die angetriebene Hinterachse umfasst. Zum Verrichten der Arbeit und zum Antreiben des Fahrzeugs wird dabei Energie verwendet, die vom Frontmodul bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist zumindest das zweite Modulelement als eigenständiges, das heißt selbsttragendes Modulelement ausgebildet, welches als Komplettsystem am Frontmodul angebunden werden kann. Dabei kann auch das Frontmodul selbsttragend ausgebildet sein.
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Mit anderen Worten stellt das Arbeitsmodul eine Arbeits-/Antriebseinheit dar, mittels welcher unter Nutzung von vom Frontmodul bereitgestellter Energie die Arbeit verrichtet und das Fahrzeug angetrieben wird. Da das zweite Modulelement vorzugsweise selbsttragend ausgebildet ist, kann im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen ein von der Vorderachse zur Hinterachse bzw. umgekehrt durchgehender Tragrahmen vermieden werden. In der Folge lässt sich ein nur sehr geringes Leergewicht bzw. Eigengewicht des Fahrzeugs darstellen insbesondere im Vergleich zu einem herkömmlichen Basis-Fahrzeug, an welchem die Arbeitseinheit angebracht ist. In der Folge kann das erfindungsgemäße Fahrzeug mit einer besonders hohen Zusatzlast beladen werden, so dass beispielsweise auch besonders hohe Mengen an Müll gesammelt und transportiert werden können. Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Fahrzeug eine besonders hohe Nutzlast auf.
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Aufgrund des modularen Konzepts können die einzelnen Modulelemente jeweils hinsichtlich ihrer jeweiligen, zu erfüllenden Funktion optimiert werden, so dass eine einsatzoptimierte Fahrzeugauslegung im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen darstellbar ist. Aufgrund des modularen Konzepts können ferner zumindest im Wesentlichen frei wählbare Achstypen und/oder Achstechnologien eingesetzt werden, welche bei herkömmlichen Lastkraftwagen nicht oder nur sehr aufwändig darstellbar wären. Darüber hinaus kann die als Antriebsachse ausgebildete Hinterachse schwerpunktorientiert angebracht werden, so dass sich beispielsweise eine Optimierung der Tragstruktur des jeweiligen Modulelements realisieren lässt.
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Zur Erfindung gehört auch ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten eines Fahrzeugs, mit einem eine Vorderachse, eine Fahrerkabine und wenigstens ein Antriebsaggregat des Fahrzeugs umfassenden Frontmodul als erstem Modulelement, einem eine vom Antriebsaggregat antreibbare Hinterachse und eine erste Arbeitseinheit zum Verrichten einer Arbeit umfassenden Arbeitsmodul als zweitem Modulelement und wenigstens einem eine vom Antriebsaggregat antreibbare Hinterachse und eine zweite Arbeitseinheit zum Verrichten einer Arbeit umfassenden zweiten Arbeitsmodul als drittem Modulelement, wobei das erste Modulelement wahlweise mit dem zweiten Modulelement oder mit dem dritten Modulelement in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander reversibel lösbar verbindbar ist. Zur Darstellung einer ersten Bauvariante des Fahrzeugs wird beispielsweise das erste Modulelement mit dem zweiten Modulelement reversibel lösbar verbunden. Zur Darstellung einer von der ersten Bauvariante unterschiedlichen zweiten Bauvariante wird beispielsweise das erste Modulelement mit dem dritten Modulelement reversibel lösbar verbunden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Baukastensystems anzusehen und umgekehrt.
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Das Baukastensystem ermöglicht die Darstellung eines modularen Aufbaus des Fahrzeugs, so dass die jeweiligen Modulelemente für sich auf die Erfüllung ihrer jeweiligen Funktion ausgelegt und optimiert werden können. Hierdurch lässt sich insbesondere das Leergewicht der jeweiligen Bauvariante besonders gering halten, so dass das Fahrzeug energieeffizient betreibbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Seitenansicht auf ein Fahrzeug mit einem eine Vorderachse, eine Fahrerkabine und ein Antriebsaggregat Frontmodul als erstem Modulelement und einem eine vom Antriebsaggregat antreibbare Hinterachse und eine Arbeitseinheit umfassenden Arbeitsmoduls als zweitem Modulelement, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend reversibel lösbar miteinander verbunden sind.
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Die Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Fahrzeug 10 in Form eines Kraftwagens mit wenigstens einem Antriebsaggregat 12. Das Antriebsaggregat 12 ist beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet. Alternativ ist das Antriebsaggregat 12 als Elektromotor oder als Brennstoffzelle ausgebildet. Das Fahrzeug 10 kann beispielsweise auch einen hybriden Antriebsstrang umfassen, wobei dieser hybride Antriebsstrang das beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Antriebsaggregat 12 sowie wenigstens ein davon unterschiedliches, zusätzlich vorgesehenes Antriebsaggregat umfasst. Das zusätzliche Antriebsaggregat ist beispielsweise ein Elektromotor oder eine Brennstoffzelle.
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Aus der Fig. ist ferner erkennbar, dass das Fahrzeug 10 eine Vorderachse 14 mit Vorderrädern umfasst, von denen in der Fig. das linke, mit 16 bezeichnete Vorderrad erkennbar ist. Darüber hinaus weist das Fahrzeug 10 eine Hinterachse 18 mit Hinterrädern auf, von denen in der Fig. das linke, mit 20 bezeichnete Hinterrad erkennbar ist. Darüber hinaus ist in der Fig. ein Aggregat 22 zum Bereitstellen von Energie erkennbar. Das Aggregat 22 ist beispielsweise Bestanteil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 10 und demnach beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, Brennstoffzelle oder Elektromotor ausgebildet. Das Aggregat 22 kann alternativ jedoch auch als Energiespeicher ausgebildet sein. Bei dem Energiespeicher kann es sich um eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie handeln. Bei dem Energiespeicher kann es sich alternativ auch um einen Kraftstofftank zum Speichern von Kraftstoff, insbesondere von flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff handeln. In dem Kraftstofftank ist beispielsweise Kraftstoff gespeichert, mit welchem das als Verbrennungskraft ausgebildete Antriebsaggregat 12 zu versorgen und zu betreiben ist.
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Das Fahrzeug 10 umfasst darüber hinaus eine Fahrerkabine 24, welche auch als „Führerhaus” bezeichnet wird. Die Fahrerkabine 24 bietet beispielsweise Platz für den Fahrer des Fahrzeugs 10 sowie gegebenenfalls für wenigstens einen Beifahrer.
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Schließlich umfasst das Fahrzeug 10 auch eine Arbeitseinheit 26 zum Verrichten von Arbeiten. Bei dem als Müllsammelfahrzeug ausgebildeten Fahrzeug 10 umfasst die Arbeitseinheit 26 einen Aufbau 28, welcher einen aus der Fig. nicht erkennbaren Laderaum zum Aufnehmen von Abfall aufweist. In dem Laderaum ist ferner eine Presse der Arbeitseinheit 26 angeordnet. Die Presse dient zum Pressen und somit zum Verdichten von in dem Laderaum aufgenommenen Abfall, so dass die mittels der Arbeitseinheit 26 zu verrichtende Arbeit das Pressen des Abfalls ist. Durch das Pressen des Abfalls kann eine besonders hohe Menge bzw. ein besonders hohes Gewicht an Abfall mittels der Arbeitseinheit 26 gesammelt und aufgenommen werden.
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In der Fig. ist durch gestrichelte Linien veranschaulicht, dass das Antriebsaggregat 12 zum Antreiben der Hinterachse 18 bzw. der Hinterräder 20 dient. Das Aggregat 22 dient zumindest zum Versorgen der Arbeitseinheit 26 mit Energie, so dass die Arbeitseinheit 26 mit der vom Aggregat 22 bereitgestellten Energie betrieben werden kann. Ferner kann auch das Aggregat 22 zum Bereitstellen von Energie dienen, mit welcher die Achse 18 und somit das Fahrzeug insgesamt angetrieben wird.
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Um nun eine besonders gewichts- und energieffiziente Auslegung des Fahrzeugs 10 zu realisieren, umfasst das Fahrzeug 10 ein die Vorderachse 14, die Fahrerkabine 24, das Antriebsaggregat 12 und das Aggregat 22 umfassendes und im Ganzen mit 30 bezeichnetes Frontmodul als erstem Modulelement und ein die vom Antriebsaggregat 12 antreibbare Hinterachse 18 und die Arbeitseinheit 26 umfassendes Arbeitsmodul 32 als zweitem Modulelement, wobei die Modulelemente (Frontmodul 30 und Arbeitsmodul 32) in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend, das heißt hintereinander angeordnet und reversibel lösbar miteinander verbunden sind. Aus der Fig. ist dabei eine Schnittstelle 34 erkennbar, über welche das Frontmodul 30 und das Arbeitsmodul 32 miteinander verbunden sind.
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Das Frontmodul 30 ist ein Energiebereitstellungsmodul und dient zur Energieerzeugung und gegebenenfalls zur Energiespeicherung, wobei mit der erzeugten bzw. gespeicherten Energie das Arbeitsmodul 32 versorgt wird. Dies bedeutet, dass die Arbeitseinheit 26 mit der vom Frontmodul 30 bereitgestellten Energie betrieben und die Hinterachse 18 mit der vom Frontmodul 30 bereitgestellten Energie angetrieben werden kann. Bei dem Fahrzeug 10 ist somit eine Funktionstrennung geschaffen, im Rahmen derer das Frontmodul 30 zum Bereitstellen von Energie und das Arbeitsmodul 32 zum Verrichten von Arbeiten und zum Antreiben des Fahrzeugs 10 dient. Dabei ist das Arbeitsmodul 32 als selbsttragende Arbeits-/Antriebseinheit ausgebildet. Somit kann auf einen von der Vorderachse 14 zur Hinterachse 18 durchgehenden Tragrahmen verzichtet werden, so dass die einzelnen Modulelemente jeweils besonders gewichtsgünstig auf ihre jeweilige Funktionserfüllung ausgelegt und optimiert werden können.
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Dadurch kann ein insgesamt besonders geringes Leergewicht des Fahrzeugs 10 zugunsten einer besonders hohen Nutzlast geschaffen werden, da im Vergleich zu einem einen durchgehenden Tragrahmen aufweisenden Basis-Fahrzeug, welches mit einer entsprechenden Arbeitseinheit ausgestattet wird, Teile der Tragstruktur des Fahrgestells und des Aufbaus entfallen können. Die Hinterachse 18 kann dabei in die Arbeitseinheit 26 integriert oder daran angeflanscht sein, so dass diese beispielsweise auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010010366 A1 [0004]
