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Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung zur Lagerung zumindest eines Teils eines Fahrzeugaufbaus, insbesondere eines Behälteraufbaus, an einem Fahrzeugrahmen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lageranordnung mit einer solchen Lagervorrichtung.
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Eine eingangs erwähnte Lagervorrichtung wird bei Nutzfahrzeugen eingesetzt, wobei als Fahrzeugaufbau beispielsweise ein Tank in Betracht kommt. Um bei Nutzfahrzeugen das Gesamtgewicht zu reduzieren, werden die Fahrgestellrahmen und die Stabilisatoren an den Hinterachsen zunehmens torsionsweich gestaltet, die deshalb nicht oder nur bedingt für hohe Schwerpunkte des Fahrzeugaufbaus ausgelegt sind, welche einen großen Abstand oberhalb des Fahrgestellrahmens einnehmen. Nach den Aufbaurichtlinien vieler Fahrgestellhersteller ist eine Tanklagerung zudem derart auszugestalten, dass der Tank hinten fest und vorne flexibel oder drehbar beim Befahren unebener Straßen ausgebildet ist. Eine derartige Konfiguration führt allerdings dazu, dass bei einer Kurvenfahrt die Fliehkräfte des gesamten Fahrzeugaufbaus nahezu ausschließlich in die heckseitigen Stabilisatoren der Hinterradachsen eingeleitet werden. Die Hinterachsstabilisatoren sind allerdings mit der Aufnahme der vom Komplettaufbau ausgehenden Kräfte oft überlastet. Zumindest kommt es aber zu einem starken Wanken des Fahrzeugaufbaus zusammen mit dem hinteren Bereich des Fahrzeugrahmens. Aufgrund der torsionsweichen Ausgestaltung des Fahrzeugrahmens werden die im hinteren Fahrgestellbereich, d.h. heckseitig, auftretenden Wankbewegungen aber nur in verhältnismäßig reduziertem Umfang nach vorne in den Bereich des Fahrerhauses weitergereicht, so dass der Fahrer nicht oder nur in sehr geringem Maße darüber informiert ist, wenn der Fahrgestellrahmen heckseitig wankt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagervorrichtung und eine Lageranordnung bereitzustellen, die den vorstehend erläuterten Nachteilen Rechnung tragen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lagervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Lagervorrichtung umfasst insbesondere ein Rahmenteil, das unbeweglich gegenüber dem Fahrzeugrahmen festlegbar oder festgelegt ist. Die Lagervorrichtung weist außerdem ein Aufbauteil auf, das unbeweglich gegenüber dem Teil des Fahrzeugaufbaus festlegbar oder festgelegt ist. Außerdem umfasst die Lagervorrichtung eine Koppeleinrichtung, die das Rahmenteil mit dem Aufbauteil derart verbindet, dass das Rahmenteil relativ bezüglich des Aufbauteils mit einer eingeschränkten Anzahl an Freiheitsgraden begrenzt bewegbar gelagert ist.
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Eine derartige Lagervorrichtung wird fahrerhausseitig am Fahrgestell oder Fahrzeugrahmen platziert, um an allen Fahrgestellen, die von Ladung und Aufbau erzeugten Fliehkräfte optimal aufzunehmen. Zudem gewährleistet die Lagervorrichtung, mithin die Tanklagerung, bei Unebenheiten der Fahrbahn eine vollständig freie Verwindung des Fahrzeug- oder Fahrgestellrahmens, wobei der Fahrer eine deutlich verbesserte Rückinformation über die derzeitige Fahrsituation erhält. Zudem ist die Kippstabilität von Tankfahrzeugen bei Kurvenfahrten unabhängig vom Ladezustand um bis zu 30% erhöht, was zudem das Unfallrisiko für Tankfahrzeuge reduziert.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die Koppeleinrichtung ausgestaltet ist, das Rahmenteil gegenüber dem Aufbauteil um einen Drehpunkt zu verschwenken. Vorzugsweise liegt dieser Drehpunkt auf der Höhe des Schwerpunktes eines vollständig beladenen Fahrzeugaufbaus, insbesondere eines mit einer Flüssigkeit gefüllten Tanks. Als Flüssigkeiten kommen beispielsweise Wasser, aber auch Brennstoffe wie Öl, Benzin oder dergleichen in Betracht. Die Erfindung ist aber nicht auf Flüssigkeiten beschränkt, sondern der Tank kann auch ausgelegt sein, um Schüttgüter aufzunehmen. Der Drehpunkt liegt dann zugleich im Schwerpunkt eines unbeladenen Volumens des Fahrzeugaufbaus, wobei geringfügige Abweichungen vom Schwerpunkt möglich sind. Der Drehpunkt liegt deshalb aber zumindest vorzugsweise innerhalb eines vorgegebenen Abstandes von der Höhenlage des Schwerpunkts des vollständig beladenen oder vollständig unbeladenen Fahrzeugaufbaus. Kleinere Abweichungen vom Schwerpunkt werden also unbedenklich erachtet, führen aber dennoch zur gewünschten Stabilität und Kippsicherheit.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Drehpunkt auf einer vorgegebenen oder vorgebbaren Bahnkurve, insbesondere auf einem Kreisbogen, liegt. Andere Bahnkurven als Kreisbögen sind selbstverständlich möglich und können ebenfalls zum gewünschten Ergebnis einer erhöhten Stabilität führen.
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Für die Lagervorrichtung ist die Möglichkeit eröffnet, dass die Koppeleinrichtung gebildet ist aus einem um eine erste Achse drehbar am Rahmenteil gelagerten ersten Lenker und einem um eine zur ersten Achse parallele zweite Achse drehbar am Rahmenteil gelagerten zweiten Lenker. Der erste Lenker ist um eine zur ersten Achse parallele dritte Achse drehbar am Aufbauteil gelagert und der zweite Lenker ist um eine zur zweiten Achse parallele vierte Achse drehbar am Aufbauteil gelagert. Somit ist der erste Lenker also einenends drehbar mit dem Rahmenteil und anderenends drehbar mit dem Aufbauteil verbunden. Der zweite Lenker ist ebenfalls einenends mit dem Rahmenteil und anderenends drehbar mit dem Aufbauteil verbunden. Eine derartige Lenkerkonfiguration bietet eine betriebssichere Lagerung des fahrerhausseitigen Teils des Fahrzeugaufbaus, mit welchem Kräfte optimal in den vorderen Fahrzeugrahmen und damit in die vordere Achse eingeleitet werden.
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Eine sehr sichere Krafteinleitung in die Vorderachse lässt sich insbesondere dadurch erzielen, dass eine senkrecht zur ersten Achse orientierte erste Längsachse des ersten Lenkers eine senkrecht zur zweiten Achse orientierte zweite Längsachse des zweiten Lenkers in einem Drehpunkt schneidet. Dieser Drehpunkt liegt vorzugsweise wieder im Schwerpunkt oder in einem vorgegebenen Maximalabstand vom Schwerpunkt, so dass die Kippstabilität entsprechend erhöht ist.
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Für die Lenker ist zudem die Möglichkeit eröffnet, dass sie begrenzt axial entlang der ersten Achse und/oder begrenzt axial entlang der zweiten Achse und/oder begrenzt axial entlang der dritten Achse und/oder begrenzt axial entlang der vierten Achse am Rahmenteil bzw. am Aufbauteil bewegbar gelagert sind. Auch diese axiale Bewegbarkeit der Lenker führt zu einer optimierten Kraftableitung bei einem sich verwindenden Fahrzeugrahmen aufgrund von Unebenheiten der Fahrbahn.
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Um die Kippstabilität im gewünschten Maße zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn den Lenkern Anschläge an dem Rahmenteil und/oder an dem Aufbauteil zugeordnet sind zur Begrenzung der Verschwenkbarkeit des Rahmenteils relativ bezüglich des Aufbauteils.
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Eine weitere Möglichkeit, um Momente und Kräfte optimal in den Fahrzeugrahmen einzuleiten, lässt sich zudem dadurch realisieren, dass der Drehpunkt ortsfest gegenüber dem Rahmenteil und dem Aufbauteil festgelegt ist. Alternativ oder ergänzend kann der Drehpunkt entlang einer parallel zur Rahmenlängsrichtung orientierten Achse - innerhalb vorgegebener Grenzen - verschiebbar angeordnet sein. Es ist zudem die Möglichkeit eröffnet, dass der Fahrzeugrahmen unter dem Fahrzeugaufbau auf einer Bahn, insbesondere einer Bahn entlang eines Kreisbogens, schwenken kann, wobei der Drehpunkt vorzugsweise wieder im Bereich des Schwerpunktes eines vollständig beladenen Fahrzeugaufbauvolumens oder eines vollständig entleerten Fahrzeugaufbauvolumens liegt.
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Eine vorstehend erwähnte Bewegbarkeit lässt sich vorzugsweise dadurch erzielen, dass die Koppeleinrichtung mindestens eine Führung aufweist, die dem Einen von Rahmenteil und Aufbauteil zugeordnet ist, und dass die Koppeleinrichtung mindestens ein begrenzt bewegbar in der Führung geführtes Führungsglied aufweist, welches dem Anderen von Rahmenteil und Aufbauteil zugeordnet ist.
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Eine besonders betriebssichere Ausgestaltung der Koppeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Führung mit einem darin geführten ersten Führungsglied vorhanden ist, dass eine zweite Führung mit einem darin geführten zweiten Führungsglied vorhanden ist, und dass die erste Führung bezüglich der zweiten Führung derart ausgerichtet ist, dass das Rahmenteil gegenüber dem Aufbauteil eine um einen Drehpunkt verschwenkbar gelagert ist.
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Die in Verbindung mit der Lagervorrichtung erwähnten Vorteile gelten sinngemäß auch für eine Lageranordnung, die eine solche Lagervorrichtung umfasst, wobei die Lageranordnung insbesondere zusätzliche eine Hecklagervorrichtung aufweist, die heckseitig den Fahrzeugaufbau gegenüber dem Fahrzeugrahmen drehfest lagert.
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Es ist hierbei die Möglichkeit geschaffen, dass die Hecklagerung derart ausgestaltet ist, dass der Fahrzeugaufbau durch diese begrenzt axial in Rahmenlängsrichtung verstellbar gegenüber dem Fahrzeugrahmen gelagert ist.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Perspektivansicht einer Lagervorrichtung,
- 2 eine Seitenansicht der Lagervorrichtung aus 1,
- 3 die Ansicht A-A aus 2,
- 4 eine Lagervorrichtung, die zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist,
- 5 die Lagervorrichtung aus 4 mit einem Fahrzeugrahmen, der gegenüber dem Fahrzeugaufbau verschwenkt angeordnet ist,
- 6 eine weitere Lagervorrichtung, die zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist,
- 7 eine Lageranordnung mit einer Lagervorrichtung und einer Hecklagervorrichtung,
- 8 eine Seitenansicht auf die Hecklagervorrichtung,
- 9 das Detail B aus 8, und
- 10 eine vereinfachte Illustration eines Tankfahrzeugs mit einer Lageranordnung gemäß 7.
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In 1 ist eine Lagervorrichtung 1 zur Lagerung zumindest eines Teils eines Fahrzeugaufbaus 2 an einem Fahrzeugrahmen 3 gezeigt. Die Lagervorrichtung 1 umfasst ein Rahmenteil 4, das unbeweglich gegenüber dem Fahrzeugrahmen 3 festlegbar ist. Das Rahmenteil 4 ist vorliegend aus zwei parallel zueinander verlaufenden Längsträger 23 gebildet, die zwischen sich zwei parallel zueinander verlaufende Querträger 24 aufweisen bzw. aufnehmen. Zudem ist ein Aufbauteil 5 vorhanden, das unbeweglich gegenüber dem Teil des Fahrzeugaufbaus 2 festlegbar ist, wobei hierzu vorliegend zwei Querplatten 25 vorhanden sind, um mit dem Fahrzeugaufbau 2, insbesondere mit einem Tank, verbunden zu werden. Um einen Tank zu lagern, kann der Lagervorrichtung 1, insbesondere dem Aufbauteil 5 eine entsprechende Aufnahme 28 zugewiesen sein.
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Das Rahmenteil 4 und das Aufbauteil 5 sind mittels einer Koppeleinrichtung 6 derart miteinander verbunden, dass das Rahmenteil 4 relativ bezüglich des Aufbauteils 5 mit einer eingeschränkten Anzahl an Freiheitsgraden begrenzt bewegbar gelagert ist. Eine derartige Konfiguration einer Lagervorrichtung 1, insbesondere in Form einer Tanklagerung, wird am Fahrzeugrahmen 3 fahrerhausseitig (d.h. vom Heck abgewandt) angeordnet, so dass die vom Fahrzeugaufbau 2 ausgeübten Kräfte nicht nur über die Hinterachse abgeleitet, sondern auch in die Vorderachse über den Fahrzeugrahmen 3 eingeleitet werden, was die Stabilität eines eine solche Lagervorrichtung 1 verwendenden Fahrzeugs erhöht.
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Die Koppeleinrichtung 6 umfasst vorliegend einen ersten Lenker 10 und einen von diesem beabstandeten zweiten Lenker 12, die jeweils das Rahmenteil 4 mit dem Aufbauteil 5 koppeln.
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Aus der Seitenansicht nach 2 der Lagervorrichtung 1 wird ersichtlich, dass die Lenker 10, 12 in Richtung des Fahrzeugaufbaus 2 eine sich verringernde Länge besitzen, womit sich eine Materialeinsparung ergibt. Damit ist auch das Gewicht reduziert.
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Aus 3 lässt sich erkennen, dass die Koppeleinrichtung 6 ausgestaltet ist, das Rahmenteil 4 gegenüber dem Aufbauteil 5 um einen Drehpunkt 7 zu verschwenken, der sich auf einer vorgebbaren Bahnkurve 8 liegt, wobei vorliegend rein exemplarisch ein Kreisbogen dargestellt ist. Die Koppeleinrichtung 6 ist gebildet aus dem um eine erste Achse 9 drehbar am Rahmenteil 4 gelagerten ersten Lenker 10 und dem um eine zur ersten Achse 9 parallele zweite Achse 11 drehbar am Rahmenteil 4 gelagerten zweiten Lenker 12. Der erste Lenker 10 ist zudem um eine zur ersten Achse 9 parallele dritte Achse 13 drehbar am Aufbauteil 5 gelagert, wobei der zweite Lenker 12 um eine zur zweiten Achse 11 parallele vierte Achse 14 drehbar am Aufbauteil 5 gelagert ist.
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Es ist zudem zu erkennen, dass sich eine erste Längsachse 15 des ersten Lenkers 10 mit einer zweiten Längsachse 16 des zweiten Lenkers 12 in dem Drehpunkt 7 schneidet. Durch diese Konfiguration kann das mit dem Fahrzeugrahmen 3 unbeweglich verbundene Rahmenteil 4 gegenüber dem unbeweglich mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbundenen Aufbauteil 5 verschwenken.
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Die Bewegung der Lenker 10, 12 wird begrenzt durch einen ersten Anschlag 17, der vorliegend an dem Einen der beiden Längsträger 23 ausgebildet ist und durch einen zweiten Anschlag 18, der an dem Anderen der beiden Längsträger 23 ausgebildet ist. Es besteht zudem die Möglichkeit, dass die Lenker 10, 12 bezüglich der Achsen 13, 14 und/oder bezüglich der Achsen 9, 11 begrenzt axial verstellbar sind, um für die Lenker 10, 12 entsprechende Ausgleichsbewegungen zu ermöglichen, welche aufgrund von Unebenheiten in der Fahrbahn notwendig sein könnten (2).
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In 4 ist das Fahrgestell bzw. der Fahrzeugrahmen 3 gezeigt, der unbeweglich gegenüber dem Rahmenteil 4 festgelegt ist. Zudem ist ein Fahrzeugaufbau 2 in Form eines Tanks vorhanden, der unbeweglich gegenüber dem - vorliegend mehrteilig gebildeten - Aufbauteil 5 festgelegt ist. Diese Figur zeigt die Konfiguration bei einer Kurvenfahrt bzw. bei einem ebenen Fahruntergrund. Es erfolgt keine Verwindung des Fahrzeugrahmens 3, so dass sich die Längsachsen 15, 16 der Lenker 10, 12 im Drehpunkt 7 treffen, welcher sich vorzugsweise auf Höhe des Schwerpunkts eines vollständig befüllten oder vollständig entleerten Tanks befindet.
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In 5 ist ein tordierter, d.h. in Rahmenlängsrichtung verwundener, Fahrzeugrahmen 3 gezeigt, wobei sich der Drehpunkt 7 entsprechend der Torsion verschoben hat, was zu einer Auslenkung der Koppeleinrichtung 6 führt, derart, dass Kräfte betriebssicher mittels der Lenker 10, 12 auch in die Vorderachse geleitet werden. Dadurch wird vermieden, dass die ganze vom Tank ausgeübte Kraft in die Hinterachsen geleitet wird. Es liegt somit eine erhöhte Stabilität vor.
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In 6 ist eine weitere Lagervorrichtung 1 gezeigt, bei der der Drehpunkt 7 gegenüber dem Rahmenteil 4 und gegenüber dem Aufbauteil 5 festgelegt ist. Dieser liegt vorzugsweise ebenfalls im Schwerpunkt eines vollständig befüllten Volumens des Fahrzeugaufbaus 2 bzw. des vollständig entleerten Tanks. Die Koppeleinrichtung 6 ist vorliegend aus einer ersten Führung 19 gebildet, in der ein erstes Führungsglied 21 begrenzt bewegbar geführt ist. Zudem ist eine zweite Führung 20 vorhanden, in dem ein zweites Führungsglied 22 begrenzt bewegbar geführt ist. Die erste Führung 19 ist bezüglich der zweiten Führung 20 derart ausgerichtet, dass das Rahmenteil 4 gegenüber dem Aufbauteil 5, um den Drehpunkt 7 verschwenkbar gelagert ist. Beispielsweise können die Führungen 19, 20 dem Rahmenteil 4 zugeordnet sein, wobei die Führungsglieder 21, 22 dann dem Aufbauteil 5 zugewiesen sind. Die umgekehrte Konfiguration ist ebenfalls möglich.
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In 7 ist eine Lageranordnung 26 gezeigt, die eine der Lagervorrichtungen 1 umfasst, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Zudem umfasst die Lageranordnung 26 eine Hecklagervorrichtung 27, die den Fahrzeugaufbau 2 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 3 drehfest und starr oder zumindest nahezu starr, verbindet.
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In 8 ist eine Seitenansicht der Hecklagervorrichtung 27 zu erkennen, die aus zwei Aufnahmen 28 zur Aufnahme des Fahrzeugaufbaus 2, insbesondere des Tanks umfasst. Eine andere Anzahl ist möglich. Die Aufnahmen 28 entsprechen in ihrer Formgebung im Wesentlichen der Aufnahme 28 der Lagervorrichtung 1 aus 1 und sind ebenfalls an zwei parallel zueinander ausgerichteten Längsträgern 29 fixiert.
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Aus 9, dem Detail B aus 8, ist zu erkennen, dass die Aufnahmen 28 axial bezüglich der Längsrichtung begrenzt gegeneinander verschiebbar sind, so dass begrenzte Ausgleichbewegungen auch heckseitig möglich sind. Allerdings erfolgt hier keine Verschwenkung, so dass eine drehfeste Lagerung des Fahrzeugaufbaus heckseitig vorliegt.
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In 10 ist ein Fahrzeug ohne Fahrerhaus gezeigt, bei dem die Lagervorrichtung 1 einerseits mit dem Fahrzeugrahmen 3 und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau 2 gekoppelt ist. Zudem ist die Hecklagervorrichtung 27 einerseits mit dem Fahrzeugrahmen 3 und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau 2 gekoppelt.
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Durch die vorstehend beschriebene Lagervorrichtung 1 lässt sich erzielen, dass Kräfte nicht nur in die Hinterachsen Stabilisatoren eines Tankfahrzeugs eingeleitet werden, sondern zumindest anteilig Kräfte auch über die vordere Achse abgeleitet werden. Durch die vorstehend beschriebene Lageranordnung 26 lässt sich zudem die herstellerseitige Aufbaurichtlinie erfüllen, wonach eine Tanklagerung hinten fest und vorne flexibel bzw. drehbar beim Befahren unebener Straßen ausgeführt sein muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagervorrichtung
- 2
- Fahrzeugaufbau
- 3
- Fahrzeugrahmen
- 4
- Rahmenteil
- 5
- Aufbauteil
- 6
- Koppeleinrichtung
- 7
- Drehpunkt
- 8
- Bahnkurve
- 9
- erste Achse
- 10
- erster Lenker
- 11
- zweite Achse
- 12
- zweiter Lenker
- 13
- dritte Achse
- 14
- vierte Achse
- 15
- erste Längsachse (Lenker)
- 16
- zweite Längsachse (Lenker)
- 17
- erster Anschlag
- 18
- zweiter Anschlag
- 19
- erste Führung
- 20
- zweite Führung
- 21
- erstes Führungsglied
- 22
- zweites Führungsglied
- 23
- Längsträger
- 24
- Querträger
- 25
- Querplatte
- 26
- Lageranordnung
- 27
- Hecklagervorrichtung
- 28
- Aufnahme
- 29
- Längsträger (Heck)
