DE102014010483A1

DE102014010483A1 - Verfahren und Vorrichtung für den Radwechsel an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014010483A1
Application number: DE102014010483.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Radwechsel an einem Kraftfahrzeug, bei denen ein Fahrzeug auf die ausfahrbare Nocken 3 ruht über welche es kippbar ist, um eine von seinen Vorn- oder Hinterseite anzuheben. Für die Verbesserung des Komforts beim Radwechseln wird ein dem Grundschwenk gegenüberwirkendes Schwenk mittels eines Seilantriebs 11 erzielt, das um die an der Nocken sichergestellten Drehpunkten 22 wirksam ist, von dem eine andere Seite nach dem Prinzip eines drehbares Hebels angehoben wird. Als eine Alternative zu dieser Ausführung ist die Nockenwelle in einer Schwerebene des Fahrzeugs angeordnet, die quer zu Fahrzeuglängachse verläuft. Damit kann man zwischen zwei Betriebsvarianten der Vorrichtung zu variieren und das Fahrzeug von der Muskelkraft durch Drehen um die Nockenwelleachse 10 oder um die momentan im Kontakt mit dem Erdboden stehenden Stützpunkte der Nocken durch Schaukeln zum Schwenk treiben. Das Verfahren ist durch eine Fernbedienung elektronisch gesteuert.

Description

Die Erfindung betrifft den Bedarf nach dem Bedienungskomfort beim Radwechsel an einem Kraftfahrzeug insbesondere wegen der außerordentlichen Fahrsituationen, wenn unterwegs extrem nötig ist den beschädigten Rad zu ersetzen bzw. zu reparieren.
Der Offenlegungsschrift DE 10 2012 023 963 A1 – Verfahren und Vorrichtung für die Manövrierung eines vierrädrigen Kraftfahrzeugs vom 12.06.2014 beschreibt ein Verfahren sowie die Vorrichtung, die für den Radwechsel an einem Kraftfahrzeug geeignet sind und bei denen das Fahrzeug auf eine ausfahrbare Stütze, die Nocken einer Nockenwelle ist, aufgesetzt ist, von der seine Länge in Vorder- und Hinterseiten unterteilt ist, um bei der Nockenausfahrt von dem durch unausgewogene Kraft seines Gewichts zur Wirkung freigesetzten Drehmoment das Anheben einer von seinen Seiten durch Schwenk zu bewirken.
Die bekannte Vorrichtung bestehend im Wesentlichen aus einem die Nockenwelle umfassenden Wagenheberantrieb, einer die Abfederung der Räder anhaltenden Einrichtung und einer Steuereinheit, von der die Ablaufvorgänge der Vorrichtung elektronisch koordinierbar sind.
Diese Konstruktion der Vorrichtung ist für die schräge Stellung des Fahrzeugs nach einer Vorder- bzw. Hinterseite ausgelegt und hat die Auswirkung nur auf das Anheben einer Fahrzeugseite. Davon ausgehend ist es nachteilig, dass bei diesem Verfahren sowie der Vorrichtung keine Möglichkeit für den kompletten Radwechsel besteht. Was den Komfort der Fahrzeugbedingung wesentlich beschränkt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren zum betreiben dieser Vorrichtung so zu schaffen, dass es den oben genannten Nachteil vermeidet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Ansprüche 7 lösen diese Aufgabe. Vorteilhafte Merkmale entwickeln den Erfindungsgegenstand weiter und sind jeweils in den Unteransprüchen enthalten. Auf diese wird nun Bezug genommen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren sowie die Vorrichtung für den Radwechsel an einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, bei denen bekannten Verfahren und die Vorrichtung so verbessert werden, dass ihre technische Leistung durch die entstandenen Möglichkeiten die allumfassenden Räderbehandlung sowie den Radwechseln bzw. Austauschen der Räder durchführen zu können erheblich erweitert wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Anheben einer der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs nach dem Prinzip eines drehbaren Hebels folgt, mit dem seine zuerst angehobene Seite mit einem über die Nocken wirksamen Gegendrehmoment belastet wird, das aus einer Kraft entsteht, deren Art nach konstruktiven Vorgaben für die Lage der Nockenwelleachse zu einer zur Längsachse des Fahrzeugs quer verlaufenden Schwerebene definierbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich einfach und kostengünstig in zwei Ausführungsformen realisieren. Dabei difiniert die Lage der Nockenwelle für jede einzelne Ausführungsform der Vorrichtung ihr eigenes Konzept für die Anwendung einer optimalgerechten Art der das Gegendrehmoment treibenden Kraft.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sowie der Vorrichtung ist die Nockenwelle parallel einer Schwerebene des Fahrzeugs angeordnet, die quer zu seiner Längsachse verläuft, und das Gegendrehmoment entsteht maschinell aus einem Seilantrieb, der die mechanische Energie eines elektrischen Hilfsmotors in Zugenergie umsetzt. Bei diesem Antrieb ist das Drahtseil als ein nachgiebiges, aufrollbares und zugfestes Mittel verwendet, das stückweise mit den Nocken in ein Netz zusammengebunden sind, welches bei der Nockenausfahrt unter der Zugkraft des Motors einer Zugbeanspruchung aussetzbar ist, von der ein intermittierender sich steif verharrter Kraftarm bildbar ist.
Dieser Ausführungsform ist vorteilhaft derart ausgelegt, dass für die Bildung einer kompakten Konstruktion das ein von der maschinellen Kraft erzielter Fahrzeugschwenk durch drehen um die an der beiden Nocken spiegelsymmetrisch relativ zu der Fahrzeuglängsachse ausgewählten Punkte, die Drehgelenke sind, entsteht. Dabei ist eine dieses Gegendrehmoment bezeichnete Kraft aus der Spannung der Drahtseilstücken gewinnbar und ist nach dem Spannungsablauf nicht mehr vorhandbar. Aus diesem Grund lässt sich die Vorrichtung platzsparend und günstig nahe des Fahrzeugbodens einrichten.
Ferner ist der Hilfsmotor von dem obig beschriebenen Kraftarmnetz vom Streben nach einer effektiven Ausnutzung der von ihm gelieferten Kräften an der Peripherie der Fahrzeugseite bei der sein Schwerpunkt abwesend ist angeordnet, um einen möglichst längeren Kraftarm zu erlangen.
Vorteilhaft bei der vorliegenden Ausführungsform ist auch die Möglichkeit das Fahrzeug auf dem nicht besonders harten Bodengrund für den Radwechseln abstellen. Die herausgefahrene Nocken dringen im diesen Fall etwas in die Bodenoberschicht ein und verdichtet diese im Einzelnen unter der Wirkung einer aus ihren Umfangskräfte stammenden orthogonal zum Boden gerichteten Komponente (nicht gezeigt). So versichern fest im Boden verankerte Nocken einen eventuellen Fahrzeugrutsch.
Die eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt eine konstruktiv vereinfachte Vorrichtung dar, von der ein Gegendrehmoment manuell von der Muskelkraft entstanden ist. So ist es möglich das Fahrzeug einfach in Gegenrichtung zum Grundschwenk zu bringen. Dadurch werden keine zusätzlichen Kräfte in Anspruch genommen und die Kosteneinsparung ist erheblich.
Es wird dadurch erreich, dass die Nockenwelle in einer quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Schwerebene angeordnet ist. Das bedeutet, dass das Fahrzeug bei den herausgefahrenen Nocken in die indifferente Gleichgewichtslage versetzt wird. Deswegen ist eine das Gleichgewicht des Fahrzeugs störende Kraft minimal und das Fahrzeug lässt sich durch die von außen ausgeübte Drehwirkung von der Neigung nach der Vorderseite zur Neigung nach der Hinterseite oder umgekehrt leicht zu überführen.
Gemäß eines bevorzugten Aspekts dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit die Vorrichtung anpassend an den Bodengrundzustand variable umzustellen. Dabei ist es vorgesehen, dass die Umstellung der Vorrichtung von einer auf andere Betriebsvariante schnell und einfach durchführbar ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Nocken als ein Bestandteil der Nockenwelle ausgebildet sind. Dementsprechend der Art, mit der die Nocken mit der Welle verbunden sind, ist es möglich das Fahrzeug um die Achse der Nockenwelle zum Drehen bringen. Bei solcher Einstellung der Verbindung verhält sich das Fahrzeug am Boden ähnlicher vorangehend für erste Ausführungsform beschriebener Weise. Auf den harten Geländeflächen gilt auch eine Einstellung der Verbindung auf eine andere Art, bei der der Fahrzeugschwenk durch Schaukeln auf dem Boden geschieht. So kann man die Fahrzeugseiten einfach nacheinander anheben. Infolgedessen erhöht sich das Ausnutzungspotenzial der Erfindung.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, von der der Verfahrensvorgang sicher von einer Person distanzsteuerbar ist.
Die Erfindung eröffnet daher die Möglichkeit den Grundschwenk des Fahrzeugs mühelos und einfach zu überwinden. Die verrichtete Arbeit wird dabei komfortabel und autonom außerhalb einer Autowerkstatt und ohne die dafür traditional benötigten für das Anheben des Fahrzeugs geeigneten mechanischen/hydraulischen Mechanismen ausgeübt. Gleichzeitig entfallen somit ein für das zusätzliche Heranfahren erforderlicher Zeitaufwand und ein erforderlicher Krafteinsatz des Werkstattpersonals. Zu dem gehört auch die Behandlung von den Reifen, wie Reparatur, oder das saisonbedingte Anlegen der Schneeketten. Ebenfalls sind die Bremsen wegen der Radabnahme für die Wartungsarbeiten zugänglich. Solche Dinge können man bequem und problemlos vor der Haustür zu erledigen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die vorsorgliche Befreiung der Profilrillen der Fahrzeugräder von den dort stecken gebliebenen Steinchen und Bruchstücke möglich ist. Demzufolge erhöht sich die Lebensdauer der Räder besonders beim Fahren in unebenem Gelände. Dabei schützt diese Maßnahme die unterwegs nachfolgende Fahrzeugen vor Schaden infolge von den geschleuderten Steinchen und ihren Teilchen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt einen strukturellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 2 im Längschnitt durch die Ebene A-A, wobei die Achsträger der Fahrzeugräder und die Verteilungsschläuche von den die Abfederung der Räder anhaltenden Einrichtung abgebrochen gezeigt sind, und wobei die Darstellung eines durch zwei vertikalen Strichlinien begrenzten Drahtseilstücksabschnittes wesentlich vergrößert ist, um die Wirkungsweise der Bremse zu erläutern.
2 zeigt eine der 1 entsprechende schematisch dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung im Ausriss, die zur Erläuterung seiner Wirkungsweise der Anschaulichkeit halber an die Kontur des Fahrzeugs angelegt gezeichnet ist.
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Ausriss des Zusammenbaus der Nocken mit den Drahtseilstücken durch die gekniete Ebene B-B von 1 geschnitten, um die Verbindungsart den beiden zu erläutern, wobei die Verbindungselemente zur Vereinfachung der Darstellung durch ihre Axiallinien repräsentiert sind und das Drahtseil bedingt nicht gezeigt ist.
4 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Ausriss der Verbindung einer von den Enden der Welle mit einem Nocken, durch die Ebene C-C von 1 geschnitten, die das Umstellung der Verbindungsarten zwischen den beiden erläutert, wobei die Welle abgebrochen gezeigt ist,
5 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Teilausschnitt der Anordnung der in ein Netz gesammelten Schläuchen von einer die Abfederung der Rädern anhaltenden Einrichtung entlang die gekniete Ebene D-D von der 1 geschnitten. Wobei die zugeführte zu jeder Fahrzeugachse Schläuche relativ der Fahrzeuglängsachse um 90 grad. verdreht gezeigt sind, um den Strukturplan des genannten Netzes mehr anschaulich vorführen. Und wobei die Schläuche abgebrochen gezeigt sind.
1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel eines Pkws.
Der Anmeldungsgegenstand basiert auf dem Gedanken, dass ein auf die Nocken gestürztes Fahrzeug kippbar ist und verhält sich als ein drehbarer Hebel. Dabei unterteilt die Nockenwelle nach konstruktiven Vorgaben die Fahrzeuglänge in die rechts und links von ihrer Achse liegenden nach Möglichkeit als Hebelarme fungierbaren Vorder- und Hinterseiten.
1 zeigt schematisch und stark vereinfacht einen Montageplan des Ausbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Gestaltung sowie Anordnung ihrer zusammenwirkenden Bestandteile. Mittig weist die Vorrichtung einen symmetrisch zur Längsachse 1 des Fahrzeugs angeordneten mit dem Fahrzeugtraggestell starr verbundenen allgemein mit 2 bezeichneten Wagenheberantrieb auf. Dieser ist in eine Position gebracht, bei der die Nocken 3 seiner allgemein mit 4 bezeichneten Nockenwelle im Einzelnen die nähenliegenden zu den äußeren Rändern des Fahrzeugs Stellungen besitzen.
Ferner deutet die 1 an, wie ein Schneckengetriebe 5, ein Elektromotor 6 und die Nockenwelle 4 mit den Nocken 3 zu einer Einheit zusammengebunden sind. Außerdem ist in der 1 auch im wesentlichen eine an den Achsträgern 7 der Fahrzeugräder 8 basierte allgemein mit 9 bezeichnete die Abfederung der Räder anhaltende Einrichtung abgebildet.
Dementsprechend einer in der 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung, teilt die Nockenwelle das Fahrzeuggewicht asymmetrisch. In diesem Fall schwenkt das Fahrzeug bei den herausgefahrenen Nocken unter der Wirkung der unausgewogenen Kraft seines Gewichts nach der Schwerpunktseite hin. Um einen Schwenk in umgekehrter Richtung zu erzielen, ist vorgesehen an der Seite bei der Schwerpunkt des Fahrzeugs abwesend ist ein intermittierender Kraftarm auszubilden. Die Einlegung an diesen Arm einer Kraft führt zur Entstehung eines Gegendrehmoments.
Bei der zweiten nicht näher dargestellten Ausführungsform des Verfahrens teilt die Nockenwelle 4 das Fahrzeuggewicht in gleicher Weise. Damit geschieht der von den herausgefahrenen Nocken bewirkte Fahrzeugschwenk von selbst in indifferenter Richtung nach rechts oder links. Einen umgekehrten Schwenk erreicht man durch einen unachtsamen Stoß, der an die zuerst angehobene Fahrzeugseite ausgeübt werden muss.
1 und 2 weisen auch einen in das Fahrzeuggestell integrierten allgemein mit 11 bezeichneten Seilantrieb aus, der die Kraftart der ersten Ausführungsform der Vorrichtung kennzeichnet. Aus der 1 und 2 ist es ersichtlich, dass der Seilantrieb 11 einen Hilfsmotor 12 besitzt, der als Kraftmittel, mit dem der Grundschwenk überwunden wird, eingerichtet ist.
Zwecks erreichen eines günstigen und kraftsparenden Aufbaus der Vorrichtung ist die Nockenwelle ganz nah an der ihr parallel verlaufenden Schwerebene des Fahrzeugs angeordnet. Damit wird einer von rechts und links der Nockenwelle 4 bei den herausgefahrenen Nocken 3 wirkenden unausgewogenen Komponenten des Fahrzeuggewichts ein minimal prävalierten Betrag zugewiesen. Auch ist der Hilfsmotor 12 an der Peripherie der Fahrzeugseite bei der sein Schwerpunkt (nicht dargestellt) abwesend ist angebracht.
Solche Taktik ermöglicht das Fahrzeug vom kleinsten Zwang in die zum Grundschwenk umgekehrte Schwenkbewegung bringen und außerdem begünstigt verfolgten Zweck im Sinne, das damit maximal mögliche Größe der Hebelarmlänge eingerichtet wird, um möglichst einen leistungsniedrigen Hilfsmotor zu benutzen.
Weiterhin zeigen die 1 und 2 die Drahtseilstücken 13, 14 und 15, welche, wenn sie unter der Ziehkraft des Hilfsmotors gespannt sind, die Zweige eines intermittierenden Hebelarms zusammenbilden. Bei der vorgelegten Vorrichtung ist dem Drahtseil wegen seiner Nachgiebigkeit, Zugfestigkeit und Aufrollbarkeit den Vorzug gegeben.
Diese Zweige sind mittels eines Y-förmiges Abzweigstücks 16 miteinander vereinen. Dabei sind die ausspreizende Zweige 13 und 14 im Einzelnen mit den Nocken 3 verbunden und ein weiterer Zweig 15 ist durch eine elektronische allgemein mit 17 bezeichnete Bremse durchgeführt, um eine Verbindung mit dem Hilfsmotor 12 herzustellen. Dafür ist der Rotor 18 des Hilfsmotors 12 in der Gestallt einer Seiltrommel ausgebildet, auf welche ein freies Ende des Drahtseilstücks 15 gewickelt ist. Somit stellt der Kraftarm ein Netz von den Drahtseilstücken vor.
Die 3 zeigt die konstruktive Gestaltung der Verbindung der Nocken 3 mit den abgezweigten Drahtseilstücken 13 und 14. Dafür besitzen die Nocken einstückig eine allgemein mit 19 bezeichnete Einlage, über welche eine flexible Verbindung der Nocken mit den gesagten Drahtseilstücken hergestellt wird. Um dies zu erzielen, weist die Einlage 19 eine Sohle 20 und eine Decke 21 auf und ist noch mit einem zentrisch eingenisteten Zwischenstück 22 versehen, dessen ballig ausgebildetes Teil 23 mit der in der Sohle und in der Decke gleichförmig ausgebildeten Schalle umgefasst ist. Die Verbindungselemente 24 sorgen dafür, dass ein in der 3 dargestellter Zusammenhalt nicht locker werden.
Das Zwischenstück 22 weist ein im Bereich seines freien Mantels an dem hervorragenden Vorsprung 25 ausgebildetes Bohrloch 26 auf, das für die Anhängung eines entsprechenden Drahtseilstücks dient. Auf diese Weise entsteht in diesem Zusammenhalt ein Drehgelenk, das die Übertragung der Ziehkraft von den Drahtseilstücken 13 und 14 auf die Zwischenstücken 22 der Nocken 3 im Verlauf des Verfahrens axial leitet, um eine eventuelle Verzögerung der Vorrichtungsfunktion zu vermeiden. Dies geschieht dadurch, dass bei einem veränderten Drehwinkel der Nocken die Zwischenstücke in eine Position übergeführt werden, bei der ihre Geometrieachsen sich im Einzelnen mit den Drahtseilstücken längs einer gemeinsamen Linie erstrecken. Über solche Auslegung der gesagten Verbindung stellen die Drehgelenke den Punkten dar um welche das erzeugte Gegendrehmoment das Fahrzeug zum Drehen bringt.
Fall nötig, kann der Seilantrieb für seine Montage an das Fahrzeug mit den Umlenkrollen vorgesehen sein, um über diese die Drahtseilstücke im Labyrinth von den freien Räumen der Trägstruktur einer PKW-Bodengruppe zu posten und durch die Anwendung den darunter angebrachten Spannrollen die Drahtseilstücke zusätzlich anzuspannen.
Die elektronische Bremse 17, wie es aus der 1 herausgeht, weist zwei gegeneinander angeordneten den Drahtseil mit einem funktionalgemäßen Spiel umfassenden Backen 27 und 28 auf. Dabei ist die Backe 27 unbewegt gehalten und die Backe 28 ist unter der Wirkung einer starken Druckfeder 29 gebracht, die immer bestrebt ist die Backen 27 und 28 gegeneinander zu pressen und damit den Drahtseil festhalten. Zur Befreiung des Drahtseils dient eine als Elektromagnet agierte Scheibe 30, die unter Einfluss der elektrischen Spannung die Backe 28 anzieht. Allerdings halten die beiden Backen das Drahtseilstück wieder fest während die Bremse vom Strom abgeschaltet ist. Ein Bolzen 31 hält die Druckfeder 29 vorgespannt.
Aus der Stand der Technik ist die Konstruktionen bekannt bei denen der Elektromotor und die elektronische Bremse zu einem Kompound aggregiert ist und die dementsprechend platzsparend zur Anwendung sind. In diesem Text ist aber die Wirkung der elektronischen Bremse extra zum Zweck erwähnt, um den funktionalen Zusammenbau des Erfindungsgegenstands zu verdeuten.
In die 4 ist die konstruktive Gestaltung der Verbindung der Nocken 3 mit der Welle 4 gezeigt, die für die Anwendung der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gilt. Dazu ist jedes Ende der Nockenwelle 4 zweistufig ausgeführt. Dabei ist die Stufe mit dem relativ großen Durchmesser 32 glatt und die andere Stufe 33 ist mit einem Gewinde ausgebildet. Die Nocken seinerseits weisen einstückig zwei koaxial ausgebildete glatte zylindrische Löcher auf. Ein kleines von deren ist als ein Durchgangsloch ausgeführt und ist mit der großen Stufe 32 der Welle 4 drehbar vereinigt. Das zweite große Loch ist an der Frontseite 34 der Nocken als ein Sackloch ausgeführt und dazu dient die taumelfreie drehbare Verbindung mit einer im Querschnitt runden Stufe einer Spezialmutter 35 herzustellen, welche mit der Gewindestufe 33 der Welle 4 lösbar verschraubt ist. In der 4 ist auch eine Sicherungsmutter 36 zu sehen, die die in der Gewindeverbindung zwischen den Teilen 3, 4 und 35 eingestellte Spannung festhält.
Auf diese Weise ist es möglich nach den zwei Verbindungsarten zu variieren und zwischen den verschiedenen Schwenkarten zu wählen. Bei der in der Gewindeverbindung eingestellten Spannung erzielt man in der Zusammenhalt der Nocken und die Welle eine kraftschlüssige Verbindung, mit der das Fahrzeug aufs Schaukeln auf dem Erdboden eingestellt wird. Allerdings, soll in der Schraubenverbindung keine Druckkräfte auf die zu verbindenden Teile ausgeübt werden, entwickelt sich dann eine Formschlüssigewerbindung, mit der das Fahrzeug aufs Drehen um die Nockenwelleachse eingestellt wird. Damit ist in der Fahrzeugausstattung ein Drehmomentschlüssel gewünscht, um ein bedarfdefiniertes Anzugsmoment in oben genannter Verbindung einzustellen.
Über die Wirkungsweise jeder von beiden Betriebsvarianten wird noch weiter unten beschrieben.
Die Gestaltung sowie die Wirkungsweise einer in der 5 präsentierten an das Fahrzeug angebundenen die Abfederung der Räder 8 anhaltenden Einrichtung 9 ist aus der Lektüre des obig genannten Prototyps bekannt. In diesem Text ist es gezielt auf die vollinhaltliche Auslegung der Vorrichtung nur wesentliche Teile zweckmäßig zu erwähnen. Darunter sind die einstückig an den Achsträgern 7 des Fahrzeugs angeordneten ziehharmonikaartig verformbaren Faltenbälge 37, das Drehschieberventil 38 mit dem Servomotor 39, die Luftschläuche 40 und die die füllbare Raumgröße der Faltenbälge definierten Bolzen 41.
Gemäß 1 und 5 sind auch die am Traggestell des Fahrzeugs flach ausgebildeten Laschen 42 und noch die Flanschen 43 zu erkennen, welche die Faltenbälge 37 von unten und oben halten. Hier ist ebenso das Netz der miteinander verknüpften Luftschläuche von der Einrichtung 9 zusehen, in dem unter der Nummer 44 die Zufuhr- und unter der Nummer 45 die Abfuhrleitungen angezeigt sind.
Für das Betreiben des Verfahrens ist eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit vorgesehen, von der der Ablauf des Verfahrens programmgesteuert erfolgt. Es ist vorgesehen die Steuereinheit aus der Sicherheitsgründen außerhalb des Fahrzeugs zu nutzen und diese entweder mit dem Elektronetz des Fahrzeuges durch eine am seinen Bord vorgesehene Steckdose zu verkabeln oder fern digital durch Sendung eines Infrarotsignals an das Bordnetz drahtlos zu bedienen. Die funktionalbedürftige Befehle erteilt man über ein Tastenfeld einer Fernbedienung (nicht dargestellt).
Damit die Verfahrensvorgänge elektronisch gesteuert werden können, erhält die Steuereinheit im Wesentlichen die die Gemäßheit der Ausfüllung der Faltbälge von einem Bordkopressor (nicht gezeigt) mit dem Luftdruck erfasste Sensoren sowie die den Abstand der angehobenen Räder zum Boden ermittelten Sensoren, die den Wagenheberantrieb 3, den Servomotor 39 und den Hilfsmotor 12 mit der Bremse 17 in Funktion einleitende Sensoren und einen Mikroprozessor, der die von den Sensoren aufgenommenen Daten verarbeitet, sowie bereitet aus diesen die Befehle auf, welche er in Form der elektrischen Signale programmmäßig an der zuständigen Antriebe abgibt.
Im gewöhnlichen Zustand des Fahrzeugs verstecken sich die Nocken 3 ganz bzw. zum großen ihren Teil im Unterboden des Fahrzeugs. Diese Position der Nocken ist ihrer Ausgangstellung, die in der 2 mit dem Buchstabe „O” bezeichnet ist, in welcher der Nockenumriss mit der Strichlinien gezeichnet ist. Dabei ist die Druckluftzufuhr zu den Faltenbälgen 37 bei diesem Fahrzeugzustand wegen der dazu angepassten Einstellung des Drehschieberventils 38 verriegelt und die Abfuhr- 45 und die Verteilungsleitung 40 sind miteinander verbunden.
Um die Vorrichtung wirksam zu machen, soll der Leerlaufgang des Fahrzeugs eingelegt werden. Dabei ist es erforderlich das Fahrzeug vom Gepäck sowie von Insassen befreien, um das übermäßige Gewicht nicht einwirken zu lassen. Ansonst wird das Programm wegen der Schwerpunktverlagerung verletzt und ineffektiv.
Weiter nimmt man der Vorrichtung per Fernbedienung in Betrieb. Damit bekommt der Wagenheberantrieb 2 ein Signal, das ihn zum Einsatz veranlagt, und dadurch werden die Nocken 3 verdreht. Bevor ein Kontakt der Nocken mit der Fahrbahn bzw. mit dem Erdboden hergestellt wird, fängt der Bordkompressor ein im Mikroprozessor von den die richtige Position der Nocken 3 ermittelten Sensoren ein verarbeiteten Befehl zu der zuvorkommenden Ausfüllung der Faltenbälge 37.
Dabei nimmt das Drehschieberventil 38 befolgend den Befehl von der Steuereinheit die in der 5 dargestellte Stellung ein. Die Faltenbälge werden mit der Druckluft beaufschlagen. Die Drucksensoren überwachen dabei ständig den Druck in den Faltenbälgen und über die Kompressoransteuerung passen dieser an den Wert an, der eine schnelle Bildung der Ausfahrsperre für die Achsträger 7 sichert.
Nachfolgend erreichen die Nocken 3 ihrer in 2 gezeichneten Tiefpositionen, bei denen ihrer Längssymmetrieachsen senkrecht zum Erdboden sind. Dabei trennt sich der Kontakt zwischen den Räder des Fahrzeuges und dem Erdoden. Bevor der Anhebvorgang gestoppt wird, nimmt der Hilfsmotor 12 des Seilantrieb 11 in den mit der Funktionsdauer des Motors 6 abgestimmten Zeitabschnitt ein an ihn von der Steuereinheit gesendetes Signal auf, das ihn im Einsatz einleitet. Dabei wird auch die Bremse 17 mit dem Strom versorgt und entspannt dadurch das Drahtseilstück 15.
Bei dieser Vorgangsphase des Verfahrens drehen sich der Hilfsmotor 12 und die Nockenwelle 4 im Gegensinn, aber mit der gleichen und konstanten Winkelgeschwindigkeit, um die funktionalgemäße Vorspannung in der Drahtseilstücken bei ihren Umwickeln auf den Rotor 18 zu halten und mitwirkende Details vor Beschädigung zu schützen. Am Ende dieser Phase wird das Fahrzeug wegen der Wirkung der unausgewogenen Kraft von seiner Schwere von selbst so geneigt, dass die Seite an der sein Schwerpunkt liegt bleibt am Boden. Zu diesem Zeitpunkt wird per Befehl der Steuereinheit die Stromzufuhr an die Bremse gesperrt. Dabei hängen die Räder der der Nockenwelle 4 gegenüberliegenden Fahrzeugseite bei der der Schwerpunkt abwesend ist in der Luft und hiermit sind zugänglich für die gelegentliche Behandlung. Wie es anhand der 2 erläutert ist.
Bei den Fahrzeugen mit der Luftfederung fällt die Abfederung der Rädern anhaltende Einrichtung 9 aus. Dies erklärt sich dafür, dass bei den Fahrzeugen mit der Luftfederung der Fahrer nach eigenen Vorlieben die Einstellung der Abfederung individuell konfigurieren kann. Prinzipiell ist es möglich die gesagte Einstellungen automatisch konfigurieren, nach dem die Luftfedern in das Luftdrucknetz der Vorrichtung eingebunden werden und damit zeitlich mit dem Abhebvorgang des Fahrzeugs abgestimmt werden. Dadurch verringert sich die Fertigungskosten der Vorrichtung und zugleich die Ablaufzeit des Verfahrens wird erspart.
Das Anheben einer anderen Fahrzeugseite beginnt durch einen an der Vorrichtung von der Fernbedienung erneut erteilten Befehl, bei dem der Hilfsmotor 12 des Seilantriebs 11 allein im Einsatz gebracht wird. Die Bremse wird wieder mit dem Strom versorgt. Deshalb werden die Drahtseilstücken von der Zugkraft des Hilfsmotors angespannt und dienen damit als ein steifer Kraftarm. Durch die vektorielle Zerlegung der von dieser Spannung hervorgerufenen die Achse des Hilfsmotors 12 angreifenden Reaktionskräfte, wie es ein in der 2 gezeichnetes Kräftedreieck verdeutlicht, entfaltet sich eine nach unten gerichtete Komponente, aus der ein um das Gelenk des Zwischenstücks 22 wirksames Gegendrehmoment entsteht.
Bei dieser Phase des Verfahrens wird der Motor 6 des Wagenheberantriebs 2 gemäß des Programms der Steuereinheit gestoppt bzw. pausiert. Sobald die Herstellung eines Kontakts der zu den nach unten getriebener Fahrzeugseite gehörigen Rädern mit dem Erdboden durch dafür zuständigen Sensoren an Steuereinheit gemeldet wird, wird der Hilfsmotor 12 programmgemäß gestoppt. Dementsprechend wird auch nach dem Befehl der Steuereinheit die Stromzufuhr an Bremse angehalten. So bewahren die Drahtseilstücke die vom Hilfsmotor entwickelte Spannung und damit hängen nicht nieder. Gleichzeitig mit den nach unten fahrenden Fahrzeugrädern fahren die Räder der gegenüberliegenden Fahrzeugachse nach dem Hebelgesetz durch Drehen des Fahrzeugs um die Achsen 22 nach oben und sind hiermit zugänglich für die Behandlung.
Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens verzichtet man infolge der für diese Form charakterlichen gleichmäßigen Verteilung des Fahrzeuggewichts auf einen Seilantrieb. Damit wird der Verlauf des Verfahrens mit einer im voraus eingestellten Betriebsvariante durch die Anwendung der menschlichen Muskelanstrengungen als eine Krafts Art aus der das Gegendrehmoment entstanden ist vereinfacht und das Programm der Steuereinheit wird nur mit der Koordinierung der Ablaufvorgänge des Wagenheberantriebs mit einer die Abfederung der Räder anhaltenden Einrichtung 10 befasst. Hier kann man betreffend der Fahrzeugtypen mit der Luftfederung an der Fertigungskosten sowie an den Zeitaufwand für den Verfahrensverlauf noch kräftig sparren.
Falls ist die Vorrichtung auf das Schaukeln eingestellt, wälzen sich die Nocken und das Fahrzeug als Ganzes bei der Nockenausfahrt von selbst in Position, die in der 2 mit den ununterbrochenen Linien gezeichnet ist. Selbstverständlich, wenn das Schaukeln des Fahrzeugs in umgekehrter Richtung folgt, dann wälzen sich die Nocken in eine in der 2 mit den Strichlinien gezeichnete Position. Damit stellt ein für einen Augenblick im Kontakt mit dem Erdboden stehender Stützpunkt der Nocken den jeweiligen Drehpunkt dar. Die Winkelabweichung der Nocken von ihren Tiefstellungen sowie der Drehwinkel des Fahrzeugs ist in 2 als „β” bezeichnet.
Diese zweite Ausführungsform können in der Konstruktion von den sogenannten Leichtmobilen, wie kleinen und smarten Fahrzeugen in besonders vorteilhaft angewendet werden.
Damit das Fahrzeug wieder auf vier Räder aufgestellt werden kann, werden die bisher vorgenommenen Schritte in umgekehrte Reihenfolge ausgeführt. So wird zuerst befolgend des von der Fernbedienung an die Steuereinheit gesendeten Signals der Hilfsmotor 12 und die Bremse 17 mit der elektrischen Spannung versorgt. Die Bremse lockert damit das Drahtseilstück 15 auf und als folge davon ist kein Hebelarm für die Entstehung eines Gegendrehrehmoments vorhanden. Dabei ergibt sich eine umgekehrte Schwenkbewegung des Fahrzeugs, nämlich nach der den Schwerpunkt umfassten Seite hin. Weiter wird programmgemäß den Wagenheberantrieb 2 zum Einsatz gebracht, dessen Motor 6 so lang eingeschaltet ist bis die Nocken sich im Unterboden des Fahrzeugs verstecken.
Durch ihre Ruckumdrehung ziehen die Nocken 3 die Drahtseilstücke mit, die bei dem vorprogrammiert auf den Leerlauf eingestellten Hilfsmotor 18 zurückgespult werden. Allerding bleibt die Bremse mit dem Strom versorgt damit die Drahtseilstücke sich locker frei bewegen können.
Danach verdreht der von der Steuereinheit leitenden Servomotor 39 das Drehschieberventil 38 in der Position, bei der die Faltbälge mit der Atmosphäre verbunden werden, um die Faltbälge 37 zu entspannen. So erreicht die Vorrichtung ihre Ausgangsposition und das Fahrzeug stützt sich wieder auf seinen vier Rädern und besitzt dadurch seine Standfestigkeit.
Das oben geschriebene Zurücksetzen der Vorrichtung ist betreffend seiner ersten Ausführungsform ausgelegt und schließt in sich die für die beiden Ausführungsformen allgemeingültige Schritte. Damit ist wegen der Einfachheit des Aufbaus der zweiten Ausführungsform eine besondere Beschreibung erübrigt.
Aufgrund der Umfassung eines Wagenheberantriebs 2 und eine an ihn angrenzenden Seilantrieb 11 in eine organische Einheit mit einer Steuereinheit und im Bedarfsfall mit einer die Abfederung der Rädern anhaltenden Einrichtung 9 bildet sich eine kompakte und zuverlässige Konstruktion, die an herkömmliche Kraftfahrzeuge angepasst werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012023963 A1 [0002]

Claims

Verfahren für den Radwechsel an einem Kraftfahrzeug bei dem das Fahrzeug auf eine ausfahrbare Stütze, die Nocken einer Nockenwelle ist, aufgesetzt ist, von der seine Länge in Vorder- und Hinterseiten unterteilt ist, um bei der Nockenausfahrt von dem durch unausgewogene Kraft seines Gewichts zur Wirkung freigesetzten Drehmoment das Anheben einer von seinen Seiten durch Schwenk zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anheben einer der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs nach dem Prinzip eines drehbaren Hebels folgt, mit dem seine zuerst angehobene Seite mit einem über die Nocken wirksamen Gegendrehmoment belastet wird, das aus einer Kraft entsteht, deren Art nach konstruktiven Vorgaben für die Lage der Nockenwelleachse zu einer zur Längsachse des Fahrzeugs quer verlaufenden Schwerebene (10) definierbar ist.
Verfahren nach der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (3) parallel einer Schwerebene des Fahrzeugs, die quer zu seiner Längsachse verläuft, angeordnet ist und das Gegendrehmoment maschinell aus einen Antrieb entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein von der maschinellen Kraft entstehendes Gegendrehmoment um die an der beiden Nocken spiegelsymmetrisch relativ zu der Fahrzeuglängsachse ausgewählten Punkte wirksam ist und dass die dieses Gegendrehmoment bezeichnete Kraft aus der Spannung eines aus der nachgiebigen, aufrollbaren und zugfesten Materials intermittiert gebildeten Hebelarms gewinnt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass für den kostengünstigen Ablauf des Verfahrens die Nockenwelle in einer Schwerebene des Fahrzeugs, die quer zur seinen Längsachse verläuft, angeordnet ist und das Gegendrehmoment aus der von außen angelegten Muskelkraft entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein von der manuellen Kraft entstehendes Gegendrehmoment variabel entweder um die momentan im Kontakt mit dem Erdboden stehenden Stützpunkte der Nocken, die die jeweiligen Drehpunkte darstellen oder um die Achse (10) der Nockenwelle (4) wirksam ist und dementsprechend an zwei Fahrzeugschwenkarten durch Schaukeln oder durch das Drehen einstellbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für das Radwechseln eines Kraftfahrzeugs, bestehend im Wesentlichen aus einem die Nockenwelle (4) umfassenden Wagenheberantrieb (2), einer die Abfederung der Rädern anhaltenden Einrichtung (9) und einer Steuereinheit, von der die Ablaufvorgänge des Verfahrens elektronisch koordinierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, von dem das Gegendrehmoment entsteht, einen Seilantrieb (11) darstellt, der mit einem die Zugkraft spendeten Hilfsmotor (12) ausgestattet ist und bei dem die Drahtseilstücke (13, 14 und 15) als ein nachgiebiges und zugfestes Mittel verwenden sind, die mit den Nocken (3) in ein Netz zusammengebunden sind, welches bei der Nockenausfahrt unter der Zugkraft des Hilfsmotors einer Zugbeanspruchung aussetzbar ist, von der einen intermittierenden sich steif verharrten Kraftarm bildbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, 4 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmotor (12) zur Bildung eines möglichst längeren Kraftarms an der Peripherie der Fahrzeugseite, bei der ein Schwerpunkt abwesend ist, angeordneten ist, und dass eine elektromagnetische Bremse (17) vorgesehen ist, die kurz vom Hilfsmotor angeordnet ist oder zu einem Kompound mit ihm aggregiert ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4) für das Nutzen von dem möglichst leistungsniedrigen Hilfsmotor ganz nah an der Schwerebene des Fahrzeugs angeordnet ist, um einer von rechts und links der Nockenwelle (4) bei den herausgefahrenen Nocken (3) wirkenden unausgewogenen Komponenten des Fahrzeuggewichts ein minimal prävalierten Betrag zuzuweisen und damit vom kleinsten Zwang umgekehrten Fahrzeugschwenk zu gewährleisten.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, 8 und 9 dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Nocken (3) ausspreizende Zweige vom Netzt der Drahtseilstücke (13 und 14) mittels eines Y-förmigen Abzweigstücks an den Nocken geankert sind und ein weiterer Zweig (15) ein Abschnitt besitzt, der zum Anspannen des Drahtseilnetzes auf einen als Seiltrommel dienenden Rotor (18) des Hilfsmotors gewickelt ist und der zum Aufbau eines Kontakts mit dem letzteren durch eine Bremse (17) hindurchgeführt ist, welche dazu angeordnet ist die eingerichtete Spannung bei dem abgeschalteten Bremsstrom zu halten, um eine Verzögerung des Eintritts der Vorrichtung in Wirkung zu vermeiden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die an der Nocken ausgewählte Drehpunkte im einzelnen aus der Verbindung der Drahtseilstücken (13 und 14) mit der Nocken sich ausweisen, die um die Verwirrung des Drahtseils zu vermeiden schwimmend ausgeführt sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang der Welle (4) mit den Nocken (3), um nach der Einstellung von den Fahrzeugschwenkarten zu variieren, eine lösbare Gewindeverbindung darstellt, die unter einer bestimmten Anziehkraft einer speziellen Mütter (35) zwischen der Herstellung einer von den entweder Kraft- oder Formschlüssigen Verbindungen umstellbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die im Wesentlichen mit den Sensoren zur Charakterisierung der Ablaufschritte des Verfahrens und mit einem Mikroprozessor ausgestattet ist, der zur Verarbeitung den von den Sensoren gelieferten Daten sowie für eine entsprechende Ansteuerung der Programmausführung über die Erteilung der Befehle an den zweckentsprechenden Antriebe der Vorrichtung eingerichtet ist und dass die Steuereinheit aus der Sicherheitsgründen in eine Fernbedienung eingeschlossen ist, um diese außerhalb des Fahrzeugbords zu nutzen.