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Die Erfindung betrifft eine Anbauvorrichtung zur Erhöhung der Nutzlast eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einer Anbauvorrichtung und einem Anbaugerät.
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Fahrzeuge sind aus Sicherheitsgründen in der Regel nur bis zu einer gewissen Nutzlastgrenze beladbar. Werden die Fahrzeuge trotz Überschreitung dieser maximal zulässigen Nutzlastgrenze auch noch weiter beladen, kann es leicht zu Beschädigungen verschiedener Fahrzeugkomponenten kommen, da diese für entsprechende Belastungen nicht ausgelegt sind. Ferner dürfen solche Fahrzeuge dann auch im öffentlichen Straßenverkehr nicht mehr bewegt werden.
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Um mit Fahrzeugen trotzdem schwere Lasten bewegen zu können, die bei Beladung des Fahrzeugs dessen zulässige Nutzlast überschreiten würden, ist es bekannt, dem Fahrzeug einen oder auch mehrere als Anhänger ausgestaltete Anbauvorrichtungen anzuhängen. Diese Anhänger weisen eine oder mehrere eigene Achsen auf, wodurch die Anhänger die zulässige Nutzlast eines solchen Fahrzeuggespanns gegenüber dem Fahrzeug allein vergrö-ßern.
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Zur Verbindung des Fahrzeugs mit einem Anhänger weist das Fahrzeug im hinteren Bereich eine als Anhängerkupplung ausgestaltete Schnittstelle auf, über die das Fahrzeug dann mit einer entsprechend ausgestalteten Schnittstelle des Anhängers verbunden werden kann. Da diese Fahrzeuggespanne meist sehr lang sind, ist es im Hinblick auf die Schnittstellen jedoch erforderlich, diese derart auszugestalten, dass der Anhänger zumindest in gewissem Maße um drei Achsen relativ gegenüber dem Fahrzeug schwenkbar ist. Nur wenn eine solche Schwenkbewegung gewährleistet ist, kann das Fahrzeuggespann auch um engere Kurven oder auf unebenem Boden bewegt werden. Weiterhin wird durch eine derartige Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger sichergestellt, dass von dem Anhänger keine oder nur sehr geringe Kraftmomente auf das Fahrzeug übertragen werden, so dass die Nutzlast des Fahrzeugs durch Ankoppeln eines Anhängers nicht verändert wird.
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Solche Anhänger haben sich zur Beförderung zusätzlicher Lasten zwar bewährt, jedoch eignen sich diese zumeist nicht zur Aufnahme von Fahrzeuganbaugeräten, welche die vorgegebene Nutzlast des Fahrzeugs überschreiten. Im militärischen Bereich kann es sich bei solchen Anbaugeräten beispielsweise um Minenräumpflüge, Minenroller, Schneepflüge oder auch um Kran- oder Manipulatorarme handeln, die allesamt ein sehr hohes Eigengewicht aufweisen und in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug angeordnet werden.
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Da zur Aufnahme solcher Anbaugeräte Anhänger aufgrund der gelenkigen Verbindung mit dem Fahrzeug häufig nicht in Betracht kommen, müssen diese zumeist direkt mit dem Fahrzeug verbunden werden. Durch eine solche Verbindung wirken die hohen Gewichtskräfte der Anbaugeräte jedoch direkt auf das Fahrzeug bzw. auf die Fahrzeugachsen, wodurch sich dann auch die mögliche Zuladung des Fahrzeugs deutlich verringert. Bei manchen Fahrzeugen kann es sogar vorkommen, dass die zulässige maximale Nutzlast eines Fahrzeugs schon durch das Gewicht eines Anbaugerätes alleine überschritten wird und das Fahrzeug daher gar keine Anbaugeräte aufnehmen kann.
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Davon ausgehend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Anbauvorrichtung zu schaffen, mit welcher die Nutzlast eines Fahrzeugs erhöht werden kann, so dass dann auch schwere Anbaugeräte am Fahrzeug angeordnet werden können oder das Fahrzeug zusätzlich noch beladen werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Anbauvorrichtung gelöst, die die im Patentanspruch 1 definierten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anbauvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch die erfindungsgemäße Anbauvorrichtung wird eine zusätzliche Nutzlasttragachse für das Fahrzeug geschaffen, durch welche bei Bedarf die maximale Nutzlast erhöht werden kann. Die Nutzlasttragachse ist dabei an einem Tragachsenträger angeordnet, der eine Schnittstelle zur lösbaren Verbindung mit dem Fahrzeug und eine Koppelstelle zum Ankoppeln eines Anbaugeräts aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann die Anbauvorrichtung auf der einen Seite mit dem Fahrzeug und auf der anderen Seite mit dem Anbaugerät verbunden werden, so dass sich ein modulartiger Aufbau ergibt. Die Anbauvorrichtung kann zwischen dem Fahrzeug und dem Anbaugerät angeordnet sein. Weiterhin kann die Schnittstelle mindestens zwei Verbindungselemente zur momentensteifen Verbindung des Tragachsenträgers mit dem Fahrzeug aufweisen. Durch eine momentensteife Verbindung des Tragachsenträgers bzw. der Anbauvorrichtung mit dem Fahrzeug wird eine Verbindung zwischen Fahrzeug und Anbauvorrichtung derart geschaffen, dass die Nutzlasttragachse der Anbauvorrichtung wie eine zusätzliche Fahrzeugachse wirkt. Die Anbauvorrichtung kann aufgrund dieser Verbindung nicht gegenüber dem Fahrzeug verschwenkt werden, so wie dies bei den eingangs beschriebenen Anhängern der Fall ist. Dadurch wird auch erreicht, dass das Anbaugerät genauso verwendet werden kann, als wenn es unmittelbar mit dem Fahrzeug verbunden wäre. Es ist daher möglich, das Anbaugerät vorne, hinten oder auch an den Seiten des Fahrzeugs anzuordnen, was mit einem Anhänger nicht möglich wäre.
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Die Schnittstelle ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Verbindung des Tragachsenträgers mit dem Fahrzeug in allen Richtungen momentensteif ausgebildet ist. Dies verhindert eine Schwenkbewegung der Anbauvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug in allen Achsen. Die Verbindungselemente können beabstandet zueinander angeordnet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungselemente übereinander angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Verbindungselemente an einem Element angeordnet sind, so wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn die Anbauvorrichtung über eine Flanschverbindung mit dem Fahrzeug verbunden ist.
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Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Schnittstelle hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste Verbindungselement als Schlitten und das zweite Verbindungselement als Stange ausgestaltet ist. Über einen Schlitten kann das Anbaugerät linear bewegt werden. Das Fahrzeug kann dafür eine entsprechend ausgestaltete Schnittstelle aufweisen, die als Führung ausgestaltet sein kann und in der der Schlitten geführt sein kann. Über diese Verbindung kann die Anbauvorrichtung linear gegenüber dem Fahrzeug bewegt werden. Es ist möglich, die Höhe der Anbauvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug in Abhängigkeit der zu erwartenden Last des Anbaugerätes einzustellen. Der Schlitten kann zwei Laschen aufweisen, die nach Art einer Gabellasche über einen oder auch mehrere Bolzen mit dem Fahrzeug verbunden werden können. Weiterhin ist es aber auch möglich, das erste Verbindungselement nicht als Schlitten auszugestalten, sondern dieses beispielsweise über eine nichtbewegbare Verbindung fest mit dem Fahrzeug zu verbinden.
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Über ein als Stange ausgebildetes Verbindungselement kann die Anbauvorrichtung an einem weiteren Punkt mit dem Fahrzeug verbunden sein. Die Ausgestaltung als Stange ermöglicht, dass der zweite Verbindungspunkt des Fahrzeugs vom ersten Verbindungspunkt entfernt angeordnet sein kann, wodurch sich eine bessere Kraftverteilung ergibt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Stange teleskopierbar, wodurch erreicht wird, dass die Anbauvorrichtung linear bewegt und trotzdem an zwei Verbindungspunkten mit dem Fahrzeug verbunden sein kann. Weiterhin können durch eine teleskopierbare Stange auch verschiedene Verbindungspunkte an einem Fahrzeug erreicht werden oder die Stange kann auch mit Verbindungspunkten verschiedener Fahrzeuge verbunden werden, wodurch eine hohe Variabilität geschaffen wird.
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Durch die beiden Verbindungselemente kann eine momentensteife Verbindung der Anbauvorrichtung mit dem Fahrzeug erreicht werden. Es ist weiterhin möglich, dass die Schnittstelle auch noch weitere Verbindungselemente aufweist, über die die Anbauvorrichtung ebenfalls mit dem Fahrzeug verbunden werden kann. Die Verbindungselemente können übereinander angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Verbindungselemente paarweise vorgesehen sind. In diesem Fall sind jeweils zwei erste Verbindungselemente und zwei zweite Verbindungselemente vorhanden. Die Verbindungselemente können dann eine Vierpunktverbindung mit dem Fahrzeug ermöglichen. Die beiden ersten Verbindungselemente können in gleicher Höhe beabstandet zu einander angeordnet sein und über den beiden zweiten Verbindungselementen angeordnet sein. Die zweiten Verbindungselemente können ebenfalls in gleicher Höhe angeordnet sein. Die Verbindungselemente können somit ein Viereck aufspannen. Weiterhin ist es möglich, dass die Verbindungselemente derart ausgestaltet sind, dass diese an verschiedene Fahrzeugtypen und/oder an verschiedene Fahrzeugschnittstellen angepasst sind. Durch eine derart variable Ausgestaltung kann dieselbe Anbauvorrichtung mit verschiedenen Fahrzeugen und Fahrzeugtypen verbunden werden, ohne dass diese dafür angepasst werden muss.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das erste Verbindungselement fest und das zweite Verbindungselement gelenkig mit dem Tragachsenträger verbunden ist. Die feste Verbindung des ersten Verbindungselements ermöglicht eine sehr stabile Verbindung des Tragachsenträgers bzw. der Anbauvorrichtung mit dem Fahrzeug. Die gelenkige Verbindung ermöglicht, dass die Anbauvorrichtung linear gegenüber dem Fahrzeug bewegbar ist. Das zweite Verbindungselement kann dafür auf der einen Seite gelenkig mit dem Tragachsenträger verbunden sein und auf der anderen Seite derart ausgestaltet sein, dass auch eine gelenkige Verbindung mit dem Fahrzeug ermöglicht wird.
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In vorteilhafter Weise ist die Koppelstelle auf der der Schnittstelle gegenüberliegenden Seite der Anbauvorrichtung bzw. des Tragachsenträgers angeordnet. Die Koppelstelle kann derart ausgestaltet sein, dass über diese verschieden ausgestaltete Anbaugeräte mit der Anbauvorrichtung gekoppelt werden können. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Koppelstelle eine Vielzahl verschiedener Koppelelemente aufweist, die in Abhängigkeit des zu koppelnden Anbaugerätes verwendet werden können. Auf diese Weise können über die Anbauvorrichtung ganz verschieden ausgestaltete Anbaugeräte am Fahrzeug angeordnet werden. Die Anbauvorrichtung kann im Hinblick auf die verschiedenen Anbaugeräte und die verschiedenen Fahrzeuge auch als Koppeladapter verwendet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Nutzlasttragachse mindestens eine Radachse aufweist, welche mindestens ein Rad trägt. Über die Radachse kann die Anbauvorrichtung gegenüber dem Untergrund abgestützt sein und Kräfte in den Untergrund einleiten. Ferner ermöglicht die Anordnung mindestens eines Rades an der Radachse, dass die Bewegungsfähigkeit des Fahrzeugs durch die Anbauvorrichtung nicht eingeschränkt ist. Das Rad kann einen mit Luft gefüllten Reifen oder aber auch einen Reifen aus Vollmaterial umfassen. Als vorteilhaft hat sich in der Praxis ein Rad mit einem Reifen aus Vollgummi erwiesen, da dieser störungsunanfällig ist und hohe Lasten tragen kann.
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Im Hinblick auf die Stabilität der Anbauvorrichtung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Radachse auf gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Rad trägt. Durch diese Ausgestaltung wird eine gute Lastverteitung auf die Radachse gewährleistet, so dass insbesondere nur sehr geringe Gewichtsmomente auf die Radachse wirken. Ferner wird durch so eine Ausgestaltung erreicht, dass das Fahrzeug auch dann noch bewegungs- und manövrierfähig ist, wenn eines der beiden Räder einer Radachse beschädigt oder zerstört wurde. Die Radachse kann unterhalb des Tragachsenträgers angeordnet sein und die beiden Räder können ebenfalls unterhalb des Tragachsenträgers angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Räder seitlich vom Tragachsenträger anzuordnen, was zu einer besseren Stabilität der Anbauvorrichtung führen kann.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Nutzlasttragachse gegenüber dem Tragachsenträger schwenkbar, insbesondere um 360 Grad schwenkbar, ist. Die Schwenkachse kann dabei senkrecht zu der Radachse, insbesondere vertikal, verlaufen. Die Nutzlasttragachse kann über ein Drehgelenk mit dem Tragachsenträger verbunden sein. Durch die Drehbarkeit der Nutzlasttragachse können sich die Räder selbstständig in Abhängigkeit der Fahrtrichtung ausrichten. Aktive Lenkbewegungen der Räder sind daher nicht erforderlich. Weiterhin ermöglicht die freie Drehbarkeit der Nutzlasttragachse bzw. der Räder, dass die Anbauvorrichtung auf jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Radachse pendelnd aufgehängt. Die Pendelachse kann sich dabei senkrecht zu der Radachse und insbesondere horizontal erstrecken. Durch die pendelnde Aufhängung können Bodenunebenheiten ausgeglichen werden und das Rad bzw. die Räder der Radachse auch bei unebenem Untergrund zu einer sicheren Abstützung führen. Die Pendelbewegung kann begrenzt sein, was zu einer erhöhten Stabilität führt. Zur Begrenzung der Pendelbewegung können Anschläge vorgesehen sein. Die Radachse kann pendelnd am Tragachsenträger angeordnet sein. Zur Ermöglichung der Pendelbewegung kann die Nutzlasttragachse ein Pendellager aufweisen. Das Pendellager kann unterhalb des Drehlagers angeordnet sein.
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Im Hinblick auf die Stabilität der Anbauvorrichtung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese zwei Nutzlasttragachsen auf gegenüberliegenden Seiten aufweist. Mit gegenüberliegenden Seiten sind im Hinblick auf dieses Merkmal die gegenüberliegenden Bereiche in Bezug zu einer senkrecht zu den Grundplatten stehenden und durch die Mitte der Grundplatten verlaufenden Achse gemeint. Jede der Nutzlasttragachsen kann eine einzelne Radachse aufweisen. Jede der Radachsen kann zwei Räder auf gegenüberliegenden Seiten aufweisen und der Abstand der Nutzlasttragachsen zueinander kann größer sein als die Länge der Radachsen. Dadurch ergeben sich gute Stabilitätsverhältnisse. Vorteilhaft ist es, wenn die Radachsen zwischen dem Fahrzeug und dem Anbaugerät angeordnet sind.
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Weiterhin hat es sich im Hinblick auf die Räder als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese über eine Bremsvorrichtung abbremsbar sind. Da durch die Anbauvorrichtung die Nutzlast des Fahrzeugs erhöht wird, kann es mitunter dazu kommen, dass die Bremsen des Fahrzeugs nicht ausreichen, um zusätzlich auch das Gewicht des Anbaugeräts rechtzeitig mit abzubremsen. Diesem Umstand trägt die Bremsvorrichtung der Anbauvorrichtung Rechnung, da diese einen Teil der benötigten Bremswirkung, um ein Fahrzeug mit einem daran angeordneten Anbaugerät abzubremsen, übernehmen kann. Die Bremsvorrichtung kann mit den Bremsen des Fahrzeugs gekoppelt sein, so dass eine Betätigung der Fahrzeugbremsen auch zu einer Betätigung der Bremsvorrichtung der Anbauvorrichtung führt. Es ist möglich, dass die Bremsvorrichtung mit dem Bremssystem des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Anbauvorrichtung kann dafür eine Pneumatik- oder Hydraulikschnittstelle aufweisen, die mit einem Hydraulikkreis des Fahrzeugs koppelbar ist. Bei dem Hydraulikkreis des Fahrzeugs kann es sich um den Bremskreis des Fahrzeugs handeln. Die gesamte Bremsanlage kann analog zu einer Anhängerbremsanlage ausgeführt werden. Die Bremsvorrichtung kann ferner auch als Feststellbremse nach Art einer Handbremse eines PKW fungieren. Es ist daher ebenfalls möglich, die Bremsvorrichtung auch unabhängig vom Fahrzeug zu betätigen, insbesondere manuell zu betätigen. So kann die Anbauvorrichtung, auch wenn diese nicht mit einem Fahrzeug verbunden ist, sicher festgesetzt werden.
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Im Hinblick auf die Stabilität der Anbauvorrichtung hat es sich in konstruktiver Hinsicht als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Tragachsenträger zwei parallel zueinander angeordnete Grundplatten aufweist. Die Schnittstelle kann an der ersten Grundplatte und die Koppelstelle an der zweiten Grundplatte angeordnet sein. Die Grundplatten können einen Rahmen bilden und für eine hohe Stabilität sorgen. Vorzugweise sind die Grundplatten aus Metall oder einem anderen biegesteifen Material hergestellt. Um das Anbaugerät zur besseren Handhabbarkeit möglichst dicht an das Fahrzeug heranzubringen, kann der Abstand der Grundplatten im Verhältnis zu deren Breite und/oder Höhe gering sein.
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In vorteilhafterweise weist der Tragachsenträger eine Tragevorrichtung auf, die mit der Nutzlastachse verbunden ist. Über diese Verbindung kann eine zuverlässige Krafteinleitung auf die Nutzlasttragachse bzw. auf die Radachsen gewährleistet werden. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tragevorrichtung zwischen den beiden Grundplatten angeordnet ist. Auf diese Weise wird auch die Anbauvorrichtung im Bereich zwischen den Grundplatten gegenüber dem Untergrund abgestützt, was eine zuverlässige Abstützung gewährleistet. Die Tragevorrichtung kann zwischen der Koppelstelle und der Schnittstelle angeordnet sein. Die Grundplatten können die Tragevorrichtung vor äußeren Einflüssen und Verschmutzungen schützen. Um die Tragevorrichtung zu warten oder diese zu reparieren, kann eine der beiden Grundplatten entfernt werden, so dass die Tragevorrichtung von außen zugänglich ist. Um die wirkenden Kräfte aufzunehmen, besteht die Tragevorrichtung aus einem biegesteifen Material, insbesondere Metall.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Tragevorrichtung mindestens einen Schwenkausleger aufweist, über den die Nutzlasttragachse schwenkbeweglich mit der Grundplatte gekoppelt ist. Durch den Schwenkausleger wird eine Bewegung des Tragachsenträgers nach oben bzw. nach unten ermöglicht. Dadurch können beispielsweise Bodenunebenheiten ausgeglichen werden. Der Schwenkausleger kann mit der Radachse verbunden sein. Der Schwenkausleger kann auf einer Seite mit der Grundplatte verbunden sein. Auf der gegenüberliegenden Seite kann der Schwenkausleger gelenkig mit einem Achsträger verbunden sein, der an der Nutzlasttragachse angeordnet ist. Der Achsträger kann als Stütze ausgestaltet sein und sich insbesondere in vertikaler Richtung erstrecken. Der Achsträger kann als profilierte Stütze ausgestaltet sein und einen T- oder ein L-Querschnitt aufweisen. Der Achsträger kann an einem Ende mit der Radachse verbunden sein. Für jede Radachse bzw. jede Nutzlasttragachse kann ein eigener Achsträger vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es, wenn der Schwenkausleger schwenkbeweglich mit der Grundplatte verbunden ist. Ferner kann der Schwenkausleger auch zwischen zwei Grundplatten schwenkbeweglich gehalten sein. Der Schwenkausleger kann als längliches Element ausgestaltet sein.
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In der Praxis hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn neben dem ersten Schwenkausleger noch ein zweiter Schwenkausleger vorgesehen ist, der ebenfalls auf einer Seite mit der Grundplatte und auf der gegenüberliegenden Seite mit dem Achsenträger verbunden ist. Der zweite Schwenkausleger kann unterhalb des ersten Schwenkauslegers angeordnet sein und die beiden Schwenkausleger können dieselbe oder unterschiedliche Längen aufweisen, insbesondere kann der zweite Schwenkausleger länger als der erste Schwenkausleger sein. Ferner kann der erste Schwenkausleger gelenkig mit einem oberen Bereich des Achsträgers verbunden sein und der zweite Schwenkausleger gelenkig mit einem unteren Bereich des Achsträgers verbunden sein. Der erste Schwenkausleger und der zweite Schwenkausleger können nach Art eines Parallelogrammgestänges zusammenwirken. Sind die Schwenkausleger nicht gleich lang, so bewegt sich der Achsträger und die Radachse bei einer Bewegung nicht vertikal nach oben, sondern wird bei einer Bewegung in Abhängigkeit der Längendifferenz der Schwenkausleger verkippt. Diese Kippbewegung kann jedoch aufgrund der pendelnden Aufhängung der Radachse ausgeglichen werden, so dass die Laufflächen der Räder stets parallel zum Untergrund angeordnet sind.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Schwenkausleger durch ein Federelement, insbesondere in Richtung des Untergrundes, vorgespannt ist. Über dieses Federelement können sich die Nutzlasttragachse, die Radachse und die Räder relativ zum Boden bewegen. Die Feder kann als Blattfeder ausgestaltet sein und es ist möglich, dass dasselbe Federelement auch mehrere Schwenkausleger vorspannt. Insbesondere kann die Blattfeder derart ausgestaltet sein, dass diese auf beiden Seiten mit einem Schwenkausleger verbunden ist und diese vorspannt. Auf diese Weise können mit derselben Blattfeder auch zwei Nutzlasttragachsen vorgespannt werden. Das Federelement kann den unteren Schwenkausleger oder den oberen Schwenkausleger vorspannen. Weiterhin ist es auch möglich, beide Schwenkausleger mit einem Federelement zu verbinden. Der Federweg des Federelements kann über Anschläge begrenzt sein. Die Anschläge können am Grundelement angeordnet sein und mit dem Federelement oder mit den zu federnden Schwenkauslegern zusammenwirken. Die Federkraft des Federelements kann in Richtung des Untergrunds wirken, so dass auf das Grundelement eine nach oben gerichtete Kraft wirkt, die der Gewichtskraft des Anbaugerätes entgegen wirkt.
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Weiterhin ist es auch möglich, dass die Nutzlasttragachse durch ein Federelement, insbesondere in Richtung des Untergrunds, vorgespannt ist. Die Nutzlasttragachse kann dafür beispielsweise über ein Federelement am Tragachsenträger angeordnet sein. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Nutzlasttragachse über ein Feder-Dämpfer-Element mit dem Tragachsenträger verbunden ist. Auch bei diesen Ausgestaltungen kann eine Einstellvorrichtung vorgesehen sein.
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Im Hinblick auf das Federelement hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Vorspannkraft des Federelements über eine Einstellvorrichtung einstellbar ist. Mit der Einstellvorrichtung kann die Position des Federelements eingestellt werden und die Feder beispielsweise relativ zu den Schwenkauslegern bewegt werden. Alternativ kann durch die Einstellvorrichtung auch die Steifigkeit des Federelements eingestellt werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Vorspannung in Abhängigkeit der aufzunehmenden Gewichtskraft eingestellt wird. Beispielsweise kann das Federelement für sehr schwere Anbaugeräte stärker vorgespannt und damit härter und für leichtere Anbaugeräte weniger vorgespannt und damit weicher eingestellt werden. Bei einem härteren Federelement führen einwirkende Kräfte zu einer geringeren Auslenkung der Tragachsenträger bzw. der Radachsen, bei einer weicheren Feder zu einer stärkeren Auslenkung. Die Einstellvorrichtung kann manuell betätigbar sein, allerdings ist es auch möglich, die Einstellvorrichtung aus dem Inneren des Fahrzeugs zu betätigen. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Einstellvorrichtung die Vorspannung automatisch einstellt. Dafür kann beispielsweise ein Sensor insbesondere ein Gewichtssensor vorgesehen sein, der das Gewicht des Anbaugeräts erfasst und die Einstellvorrichtung in Abhängigkeit dieses Gewichts einstellt.
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Im Hinblick auf die eingangs erläuterten Probleme bei der Anordnung eines Anbaugerätes an einem Fahrzeug wird ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein militärisches Fahrzeug mit einer Anbauvorrichtung zur Erhöhung der Nutzlast des Fahrzeugs und einem Anbaugerät, insbesondere einem Minenflug, vorgeschlagen, wobei die Anbauvorrichtung in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildet ist. Es muss sich nicht unbedingt um ein militärisches Fahrzeug handeln, auch zivile Fahrzeuge können entsprechend ausgebildet werden, etwa zur Nutzlasterhöhung bei schweren Schneefräsen und ähnlichen Anbaugeräten.
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Die Anbauvorrichtung schafft durch die momentensteife Verbindung mit dem Fahrzeug eine zusätzliche Nutzlasttragachse für das Fahrzeug, die zusätzliche Lasten und insbesondere die Last eines Anbaugerätes aufnehmen kann. Die Tragfähigkeit des Fahrzeugs wird durch die Anbauvorrichtung erhöht, so dass auch schwere Anbaugeräte am Fahrzeug angeordnet werden können, die ansonsten aufgrund einer zu geringen maximalen Nutzlast des Fahrzeugs nicht verwendbar wären.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen nachfolgend unter Zuhilfenahme der 1 bis 5 näher erläutert werden. Darin zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer Anbauvorrichtung,
- 2 eine Ansicht von oben auf die Anbauvorrichtung ohne Fahrzeug,
- 3 eine Schnittansicht der Anbauvorrichtung,
- 4 eine perspektivische Ansicht der Anbauvorrichtung gemäß der 3,
- 5 eine Detailansicht einer Radachse der Anbauvorrichtung.
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Insbesondere im militärischen Bereich ist es häufig erforderlich, die Funktionalität eines Fahrzeugs 10 durch vergleichsweise schwere Anbaugeräte 20 zu erhöhen. Bei solchen Anbaugeräten 20 kann es sich beispielsweise um Minenräumvorrichtungen handeln, die aus massivem Metall hergestellt sein müssen und daher ein sehr hohes Gewicht aufweisen. Aufgrund des hohen Gewichts solcher Anbaugeräte 20 kommt es jedoch häufiger vor, dass Fahrzeuge 10 diese Lasten nicht aufnehmen können oder aber dass sich die zusätzliche Beladbarkeit des Fahrzeugs 10 aufgrund des schweren Anbaugeräts 20 stark verringert. Mit der in den Figuren dargestellten Anbauvorrichtung 1 kann jedoch die Nutzlast eines Fahrzeugs 10 erhöht werden, so dass auch schwere Anbaugeräte 20 an ansonsten dafür nicht geeigneten Fahrzeugen 10 angeordnet werden können.
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In der Darstellung der 1 ist ein militärisches Fahrzeug 10 in einer Seitenansicht dargestellt. Dieses Fahrzeug 10 soll mit einem Anbaugerät 20 ausgestattet werden, welches jedoch die zulässige Nutzlast des Fahrzeugs 10 überschreiten würde. Um das Anbaugerät 20 dennoch am Fahrzeug 10 anordnen zu können, ist zwischen dem Fahrzeug 10 und dem in der 1 nur schematisch dargestellten Anbaugerät 20 eine Anbauvorrichtung 1 dargestellt, die die Nutzlast des Fahrzeugs 10 erhöht und einen Teil der Gewichtskraft des Anbaugeräts 20 aufnehmen kann.
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Die Anbauvorrichtung 1 ist auf der einen Seite über eine Koppelstelle 5.2 mit dem Anbaugerät 20 und auf der gegenüberliegenden Seite über die Schnittstelle 5.1 mit dem Fahrzeug 10 verbunden. Wie dies in der 1 zu erkennen ist, weist die Schnittstelle 5.1 dabei zwei übereinander angeordnete Verbindungselemente 5.11, 5.12 auf, nämlich einen Schlitten 5.11 und eine Stange 5.12.
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In der Draufsicht der 2 wird deutlich, dass hier nicht nur eine Stange 5.12 und ein Schlitten 5.11 vorgesehen sind, sondern dass jeweils zwei solcher Elemente an einer Grundplatte 3.1 beabstandet zueinander vorgesehen sind, um die Stabilität der Verbindung zu erhöhen. Weiterhin ist in der 2 die Anbauvorrichtung ohne die Stange 5.12 dargestellt, sondern es sind nur die Verbindungspunkte der Stange 5.12 gezeigt.
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Die Ausgestaltung und die Anlenkungen der Stange 5.12 und des Schlittens 5.11 sind am besten in der 1 zu erkennen. Die Stange 5.12 ist auf der einen Seite gelenkig mit dem Fahrzeug 10 verbunden und auf der anderen Seite gelenkig an der Grundplatte 3.1 der Anbauvorrichtung 1 angeordnet. Aufgrund der gelenkigen Anordnung können über die Stange 5.12 nur Normalkräfte in Stangenrichtung übertragen werden und keine Drehmomente oder Querkräfte.
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Der Schlitten 5.11 ist in einer am Fahrzeug 10 angeordneten Führung geführt und über eine Bolzenverbindung mit dem Fahrzeug 10 verbunden. Diese Anbindung ermöglicht eine Verstellung des Anbaugerätes 20 in vertikaler Richtung gegenüber dem Fahrzeug 10. Weiterhin ist es jedoch genauso möglich, den Schlitten 5.11 nicht linearbeweglich mit dem Fahrzeug 10 zu verbinden, was auch von den am Fahrzeug 10 vorhandenen Schnittstellen abhängt.
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Unabhängig davon, ob es sich bei den entsprechenden Verbindungselementen 5.11, 5.12 nun um solche handelt, die gelenkige, linearbewegliche oder feste Verbindungen ermöglichen, wird aufgrund der Zweipunktbefestigung jedoch eine momentensteife Verbindung zwischen dem Fahrzeug 10 und der Anbauvorrichtung 1 geschaffen. Erst aufgrund dieser Verbindung ermöglicht die Anbauvorrichtung 1, dass diese die Nutzlast des Fahrzeugs 10 erhöhen kann, da sich die Nutzlasttragachse 2 im Grunde wie eine Achse des Fahrzeugs 10 selbst verhält.
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Nachfolgend soll nun die genauere Ausgestaltung der Anbauvorrichtung 1, insbesondere unter Bezugnahme auf die weiteren 2 bis 5, näher erläutert werden. Der Einfachheit halber sind in diesen Figuren das Fahrzeug 10 und das Anbaugerät 20 nicht mit dargestellt.
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Die Anbauvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen, nämlich der Nutzlasttragachse 2 und dem darüber angeordneten Tragachsenträger 3. Der Tragachsenträger 3 weist gemäß der Schnittansicht in 3 zwei parallel zueinander angeordnete Grundplatten 3.1, 3.2 auf, von denen in der 3 nur die dem Fahrzeug 10 zugewandte Grundplatte 3.1 zu erkennen ist. Die Position der anderen Grundplatte 3.2 ist in der 2 dargestellt.
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Die Grundplatten 3.1, 3.2 sind parallel zueinander angeordnet. Zwischen den Grundplatten 3.1, 3.2 ist eine Tragevorrichtung 3.3 angeordnet, die die unterhalb des Tragachsenträgers 3 angeordnete Nutzlasttragachse 2 mit den Grundplatten 3.1, 3.2 verbindet. Die Tragevorrichtung 3.3 weist auf jeder Seite der Anbauvorrichtung 1 zwei schwenkbeweglich mit den Grundplatten 3.1, 3.2 verbundene Schwenkausleger 3.31, 3.32 auf, wobei der obere Schwenkausleger 3.31 kürzer als der untere Schwenkausleger 3.32 ausgestaltet ist.
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Die Schwenkausleger 3.31, 3.32 sind über Bolzenverbindungen mit den beiden Grundplatten 3.1, 3.2 verbunden und können daher gegenüber diesen verschwenkt werden. Wie in der 3 zu erkennen, ist bei dieser exemplarischen Ausgestaltung der untere Schwenkausleger 3.32 länger als der obere Schwenkausleger 3.31 und auch weiter in Richtung der Mitte der Grundplaten 3.1, 3.2 mit diesen verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite der Schwenkausleger 3.31, 3.32 sind diese mit einem Achsträger 3.36 ebenfalls schwenkbeweglich verbunden.
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Der Achsträger 3.36 ist hier als vertikale Stütze ausgestaltet und am unteren Ende mit dem Tragachsenträger 3 verbunden. Der untere, längere Schwenkausleger 3.32 ist mit einem unteren Bereich des Achsträgers 3.36 verbunden und der obere, kürzere Schwenkausleger 3.31 ist mit einem oberen Bereich des Achsträgers 3.36 verbunden. Durch die gelenkige Anlenkung der Schwenkausleger 3.31, 3.32 kann der Tragachsenträger 3 relativ zu den Grundplatten 3.1, 3.2 und damit auch relativ zum Fahrzeug 10 bewegt werden. Dies gewährleistet beispielsweise, dass Bodenunebenheiten ausgeglichen werden können und die wirkenden Kräfte auch bei Fahrten in unebenem Gelände möglichst konstant gehalten werden.
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Da im Ausführungsbeispiel die beiden Schwenkausleger 3.31, 3.32 eine unterschiedliche Länge aufweisen, bewegt sich der Tragachsenträger 3 bzw. der Achsträger 3.36 jedoch nicht linear nach oben, sondern wird bei einer Bewegung leicht verkippt. Dies ist am besten in der 3 zu erkennen, in welcher der rechte Tragachsenträger 3 in einer nach oben verschwenkten Position und der linke Tragachsenträger 3 in einer nach unten verschwenkten Position dargestellt ist und die beiden Achsträger 3.36 nicht genau parallel zueinander ausgerichtet sind. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es ist auch möglich, die Schwenkausleger 3.31, 3.32 derart anzuordnen, dass sich eine geradlinige Bewegung des Tragachsenträgers 3 bzw. des Achsträgers 3.36 ergibt.
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Weiterhin weist die Tragevorrichtung 3.3 ein als Blattfeder ausgestaltetes Federelement 3.34 auf, über welches der Tragachsenträger 3 in Richtung des Untergrundes vorgespannt ist. Bei einer Bewegung des Tragachsenträgers 3 nach oben wird das Federelement 3.34 dann gespannt, so dass die Federkraft einer solchen Bewegung entgegenwirkt. Wie in der 3 zu erkennen, kann für den rechten und den linken Tragachsenträger 3 dasselbe Federelement 3.34 verwendet werden. In der Darstellung ist das rechte Ende des Federelements 3.34 gespannt und das linke Ende des Federelements 3.34 entspannt. Das Federelement 3.34 wirkt bei der hier dargestellten Ausgestaltung mit den jeweils unteren, längeren Schwenkauslegern 3.32 zusammen, genauso wäre es jedoch auch möglich, das Federelement 3.34 mit den oberen Schwenkauslegern 3.31 zu koppeln.
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Die Verbindung zwischen dem Federelement 3.34 und dem Schwenkausleger 3.32 ist in der 3 und auch in der 4, in welcher das Innere der Anbauvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung gezeigt ist, nur vereinfacht dargestellt. Dabei reibt das jeweilige Ende des Federelements 3.34 bei einer Bewegung der Tragachsenträger 3 bzw. bei einer Schwenkbewegung der Schwenkausleger 3.32 auf den Schwenkauslegern 3.32 und führt so zu einer nach unten gerichteten Druckkraft. Anstatt auf dem Schwenkausleger 3.32 zu reiben, könnte das Zusammenwirken zwischen dem Federelement 3.34 und den Schwenkauslegern 3.31, 3.32 auch anders ausgestaltet werden. Zur Dämpfung der Federbewegung kann zwischen den Elementen 3.31 und 3.32 und/oder den Elementen 3.32 und 3.1 und/oder zwischen den Elementen 3.31 und 3.1 ein Dämpfungselement angeordnet sein.
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Um die Bewegungsfreiheit der Tragachsenträger 3 zu begrenzen, weist die Tragevorrichtung 3.3 ferner einen Anschlag 3.37 auf, mit welchem zumindest eine weitere Bewegung des Tragachsenträgers 3 nach unten verhindert werden kann. In der unteren Stellung gemäß 3 liegt der linke untere Tragachsenträger 3 an dem Anschlag 3.37 an, so dass dieser durch die Federkraft nicht weiter nach unten gedrückt werden kann. Ein Anschlag, der eine Bewegung des Tragachsenträgers 3 nach oben hin begrenzt, ist aufgrund der bei einer Aufwärtsbewegung zunehmenden und nach unten gerichteten Federkraft hier nicht vorgesehen, wäre aber in einer alternativen Ausgestaltung durchaus auch denkbar.
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Um die Anbauvorrichtung 1 an das Gewicht verschiedener Anbaugeräte 20 anzupassen, ist zudem eine Einstellvorrichtung 3.35 vorgesehen, mit welcher die Vorspannung des Federelements 3.34 einstellbar ist. Die Einstellvorrichtung 3.35 ist zwischen den beiden Grundplatten 3.1, 3.2 in der Mitte der Tragevorrichtung 3.3 angeordnet und wirkt dort mit dem Federelement 3.34 zusammen. Über die Einstellvorrichtung 3.35 kann die Vorspannkraft des Federelements 3.34 eingestellt werden, so dass bei einer hohen Vorspannkraft mehr Kraft benötigt wird, um die Tragachsenträger 3 nach oben zu bewegen und bei einer geringen Vorspannkraft entsprechend weniger. Da in diesem Ausführungsbeispiel nur ein Federelement 3.34 für beide Tragachsenträger 3 vorgesehen ist, ändert sich das Federverhalten bei einer Einstellung auch für beide Tragachsenträger 3 entsprechend.
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Im Hinblick auf die Detailansicht der 5 soll nachfolgend die genauere Ausgestaltung der Nutzlasttragachse 2 näher beschrieben werden. Bei den in den 2 bis 4 dargestellten rechten und linken Nutzlasttragachsen 2, handelt es sich jeweils um identische Elemente, so dass der in 5 dargestellte Grundaufbau der Nutzlasttragachse 2 auch auf beiden Seiten der Anbauvorrichtung angeordnet werden kann.
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Die Nutzlasttragachse 2 weist eine Radachse 2.1 auf, an deren Enden jeweils ein Rad 2.2 angeordnet ist. Über die Räder 2.2 stützt sich die Anbauvorrichtung 1 gegenüber dem Untergrund ab und führt so dazu, dass mit dieser die Nutzlast des Fahrzeugs 10 erhöht werden kann. Oberhalb der Nutzlasttragachse 2 ist der Achsträger 3.36 der Tragevorrichtung 3.3 angeordnet. Die Nutzlasttragachse 2 ist um 360 Grad frei drehbar mit der Tragevorrichtung 3.3 verbunden, so dass sich die Räder 2.2 selbstständig in Abhängigkeit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 ausrichten und nicht aktiv gelenkt werden müssen. Durch einen entsprechenden Achsversatz entsteht ein Nachlauf, der für einen selbststabilisierenden Geradeauslauf sorgt. Das entsprechende Drehgelenk 2.5, welches diese 360 Grad Drehungen ermöglicht, ist am besten in der 4 zu erkennen.
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Weiterhin ist die Radachse 2.1 über ein entsprechendes Pendellager 2.4 pendelnd aufgehängt, so dass sich diese auch um eine horizontale Achse bewegen kann, so wie dies in der 5 zu erkennen ist. Diese Pendelbewegungen ermöglichen einen Ausgleich von Bodenunebenheiten, so dass die Räder 2.2 stets eine gute Bodenhaftung aufweisen. Daneben ermöglicht die pendelnde Aufhängung aber auch, dass die im Hinblick auf die 3 erläuterten Verkippungen aufgrund der verschieden langen Schwenkausleger 3.31, 3.32 ausgeglichen werden können.
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Um die Stabilität der Nutzlasttragachsen 2 aufgrund der ermöglichten Pendelbewegungen nicht zu gefährden, ist die Pendelbewegung jedoch begrenzt. Dafür sind pro Nutzlasttragachse 2 vier Anschläge 2.3 vorgesehen, so wie dies in der 5 zu erkennen ist.
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Da aufgrund der Anbauvorrichtung 1 die Nutzlast des Fahrzeugs 10 deutlich erhöht werden kann, kann es mitunter dazu kommen, dass die Bremsen des Fahrzeugs 10 nicht ausreichen, um dieses erhöhte Gewicht sicher abzubremsen. Die Nutzlasttragachsen 2 weisen daher eine eigene Bremsvorrichtung 2.6 auf, die die Radachsen 2.1 bzw. die Räder 2.2 abbremsen kann. Diese Bremsvorrichtung 2.6 ist beispielsweise in der 4 dargestellt, in der 5 jedoch aufgrund der besseren Übersichtlichkeit nicht mit abgebildet.
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Durch die beschriebene Anbauvorrichtung 1 können am Fahrzeug 10 verschiedene Anbaugeräte 20 angeordnet werden, wobei die zulässige Nutzlast des Fahrzeugs 10 keinen limitierenden Faktor darstellt, da diese durch die Anbauvorrichtung 1 erhöht werden kann. Weiterhin kann die Anbauvorrichtung 1 sowohl verschieden ausgestaltete Schnittstellen 5.1 zur Verbindung mit dem Fahrzeug 10 als auch verschieden ausgestaltete Koppelstellen 5.2 zur Verbindung mit verschiedenen Anbaugeräten 20 aufweisen. Durch die verschiedenen Schnittstellen 5.1 und Koppelstellen 5.2 kann die Anbauvorrichtung auch als Koppeladapter zum Ankoppeln verschiedener Anbaugeräte 20 an verschiedene Fahrzeuge 10 wahlweise vorne oder hinten verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anbauvorrichtung
- 2
- Nutzlasttragachse
- 2.1
- Radachse
- 2.2
- Rad
- 2.3
- Anschlag
- 2.4
- Pendellager
- 2.5
- Drehgelenk
- 2.6
- Bremsvorrichtung
- 3
- Tragachsenträger
- 3.1
- Grundplatte
- 3.2
- Grundplatte
- 3.3
- Tragevorrichtung
- 3.31
- Schwenkausleger
- 3.32
- Schwenkausleger
- 3.34
- Federelement
- 3.35
- Einstellvorrichtung
- 3.36
- Achsträger
- 3.37
- Anschlag
- 5.1
- Schnittstelle (Fahrzeug)
- 5.11
- Verbindungselement/Schlitten
- 5.12
- Verbindungselement/Stange
- 5.2
- Koppelstelle (Gerät)
- 10
- Fahrzeug
- 20
- Anbaugerät