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Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung zur Fortbewegung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Anhängers und/oder Kraftfahrzeugs, mit einer Trägerkonstruktion, die zur lösbaren oder festen Verbindung mit dem Fahrzeug, insbesondere mit einem Fahrzeugunterboden des Fahrzeugs geeignet ist, und mindestens einer Hubeinheit, die zum Anheben des Fahrzeugs entlang einer Hubrichtung aus einer abgesenkten Fahrzeugposition, in welcher das Fahrzeug auf einem Untergrund aufsetzt, in eine vollständig oder teilweise angehobene Fahrzeugposition vorgesehen ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder einen Anhänger, mit einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung.
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Unter dem Begriff Fahrzeug sind nachfolgend alle selbstangetriebenen Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, wie PKW, LKW, Ketten- oder sonstige Nutzfahrzeuge, aber auch jegliche Formen von Anhängern, die über keinen eigenen Antrieb verfügen zu verstehen.
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Fahrzeuge, d. h. Kraftfahrzeuge oder Anhänger werden nicht nur im Straßenverkehr sondern auch abseits befestigter Straßen, in offenem, zum Teil unwegsamem Gelände für den Transport von Fahrzeuginsassen und/oder Gütern benötigt, aber auch für Bau- oder Bergungsarbeiten und/oder zur Erkundung des Geländes. Bei Geländefahrten kann es passieren, dass die üblicherweise zur Fortbewegung des Fahrzeugs vorgesehenen Räder, Ketten oder sonstige Antriebsmittel auf, z. B. schlammigem oder sandigem Untergrund, aber auch auf Eis oder Schnee aufgrund mangelnder Traktion durchdrehen und das Fahrzeug nicht länger fortbewegen können. Gerade bei Sand oder Schlamm kann es zudem vorkommen, dass sich die Räder des Fahrzeugs eingraben, wodurch eine Fortbewegung ebenfalls nicht länger möglich ist. Eine andere Herausforderung bei Geländefahrten stellt die Überwindung von Hindernissen, bspw. einer Erhöhung oder Kante dar. Je nach Höhe des Hindernisses ist eine Überquerung mittels des herkömmlichen Radantriebs gar nicht möglich, oder aber es kann bei einem Überquerungsversuch zu einem Aufsetzen des Fahrzeugunterbodens kommen, wodurch das Fahrzeug am Hindernis festhängt und nicht weiter fortbewegt werden kann.
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Beispielsweise ist aus der
DE 26 06 399 A1 ein Geländefahrzeug bekannt, an dessen Bodenunterseite, d. h. am Fahrzeugunterboden, als Hubzylinder ausgebildete Hydraulikzylinder schwenkbar angeordnet sind, deren Lagerachsen sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Durch die am Fahrzeug angesetzten Hydraulikzylinder soll ein Fortbewegen, ein Abstützen und ein Anheben des Fahrzeugs ermöglicht werden. Die Steuerung der Hubzylinder kann aus dem Fahrzeuginneren automatisch oder manuell erfolgen. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist allerdings ein tatsächliches bzw. vollständiges Anheben des Geländefahrzeugs nicht möglich, wodurch eine Überquerung von Hindernissen nicht realisiert werden kann. Auch zur Fortbewegung ist es erforderlich, dass die Räder weiterhin auf dem Untergrund aufsetzen und sogar abrollen. Der Hubzylinder wird lediglich zum Anschieben des Fahrzeugs genutzt, wodurch auch eine seitliche Fortbewegung nicht umsetzbar ist.
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Eine Stützlenkvorrichtung und eine Laufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sind aus der
CN 103 434 498 bekannt. Die Stützlenkvorrichtung umfasst einen hydraulischen Zylinder, welcher an seinem unteren Ende schwenkbeweglich mit einer Bodenplatte zur Auflage auf dem Untergrund und an seinem oberen Ende mit einer an dem Kraftfahrzeug angeordneten Drehplatte verbunden ist. Hierdurch lässt sich die Stützlenkvorrichtung, sofern diese nicht in Benutzung ist an den Fahrzeugunterboden anlegen und bei Bedarf ausschwenken, wobei das Kraftfahrzeug in eine angehobene Position, in welcher alle vier Räder den Kontakt zum Untergrund verlieren, angehoben wird. Anschließend lässt sich das Fahrzeug mittels des Drehtellers, beispielsweise zur Durchführung eines „U-Turns“ um 180° drehen. Das Kraftfahrzeug ist zusätzlich mit einer Laufvorrichtung ausgestattet, welche vier separate „Füße“ umfasst, die eine Laufbewegung durch das Schwenken mehrerer Platten und Arme um jeweilige, diese miteinander verbindende Schwenkachsen ermöglichen sollen. Eine derartige, „laufende“ Fortbewegung ist zum einen steuerungstechnisch kompliziert und auf unebenem bzw. glattem Untergrund nahezu nicht zu realisieren. Auch führt eine solche Fortbewegung zu einem starken Schaukeln des Kraftfahrzeugs, was den Komfort für die Fahrzeuginsassen mindert.
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Insgesamt sind die im Stand der Technik gezeigten Vorrichtungen oftmals nicht sehr zuverlässig im Einsatz oder aber kompliziert und aufwändig realisiert, wodurch insbesondere der nur in geringem Maß vorhandene Bauraum am Fahrzeugunterboden vollständig eingenommen wird und/oder die Bodenfreiheit stark beeinflusst. Darüber hinaus sind die beschriebenen Vorrichtungen auch nicht zur Fortbewegung von schweren Kraftfahrzeugen mit einem Gesamtgewicht von über mehreren Tonnen, wie z. B. LKW geeignet, da die beweglichen, insbesondere ausfahrbaren und schwenkbaren Bauteile, nicht zur Aufnahme der hierbei auftretenden Querkräfte und Biegemomente geeignet sind.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu eliminieren und eine Hubvorrichtung zur Fortbewegung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Anhängers oder Kraftfahrzeugs zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, auch ein schweres Fahrzeug, insbesondere einen schweren Anhänger oder ein schweres Kraftfahrzeug mit einem Gewicht von mindestens mehreren Tonnen, wie bspw. LKW, Geländewägen, Kettenfahrzeuge oder sonstige Nutzfahrzeuge oder -anhänger aus einem festgefahrenen Zustand zu befreien, Hindernisse zu überwinden und die Manövrierfähigkeit insgesamt weiter zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hubvorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Fahrzeug mit einer Hubvorrichtung gemäß Anspruch 10.
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Eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung der eingangs näher beschriebenen Art kennzeichnet sich dadurch, dass die die Trägerkonstruktion eine oder mehrere Führungsschienen sowie eine oder mehrere Führungsstangen, die in den Führungsschienen linear geführt sind aufweist, wobei die Führungsschienen mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug und die Führungsstangen mittelbar oder unmittelbar mit mindestens einer Hubeinheit verbunden sind, sodass in der angehobenen Fahrzeugposition die Führungsschienen gemeinsam mit dem Fahrzeug relativ zum Untergrund linear, insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder entlang der Fahrzeugquerrichtung y, bewegbar sind und in der abgesenkten Fahrzeugposition die Führungsstangen gemeinsam mit der mindestens einen Hubeinheit relativ zum Untergrund linear, insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder entlang der Fahrzeugquerrichtung y, bewegbar sind.
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Alternativ können erfindungsgemäß aber auch die Führungsstangen mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug und die Führungsschienen mittelbar oder unmittelbar mit mindestens einer Hubeinheit verbunden sein, sodass in der angehobenen Fahrzeugposition die Führungsstangen gemeinsam mit dem Fahrzeug relativ zum Untergrund linear, insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder entlang der Fahrzeugquerrichtung y, bewegbar sind und in der abgesenkten Fahrzeugposition die Führungsschienen gemeinsam mit der mindestens einen Hubeinheit relativ zum Untergrund linear, insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder entlang der Fahrzeugquerrichtung y, bewegbar sind.
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Erfindungsgemäß ist also eine Hubvorrichtung vorgesehen, die mindestens eine Hubeinheit und eine Trägerkonstruktion aufweist, wobei die Trägerkonstruktion eine oder mehrere Führungsschienen und darin geführte Führungsstangen umfasst. Mit dem Fahrzeug selbst, vorzugsweise mit dessen Unterboden oder einem sonstigen tragenden Bauteil des Fahrzeugs, sind lediglich die Führungsschienen (oder alternativ die Führungsstangen) verbunden. Dies kann fest, aber auch lösbar zum nachträglichen Umrüsten eines Fahrzeugs bzw. zur bedarfsweisen Montage und Demontage auch im Falle einer Reparatur ausgeführt sein. Ebenso ist eine mittelbare Verbindung über Adapterstücke möglich.
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Die mindestens eine Hubeinheit, beispielsweise über einen oder mehrere Linearaktuator(en), wie Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, elektrisch ausfahrbare Aktuatoren oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Linearakturatorenprinzipien angetrieben, ermöglicht es das Fahrzeug aus einer abgesenkten Fahrzeugposition (auch Betriebsposition) in der das Fahrzeug mit seinen Rädern, Ketten oder sonstigen Antriebsmitteln auf dem Untergrund aufsetzt in eine vollständig angehobene Fahrzeugposition, in der die Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel keinen Kontakt zum Untergrund haben oder eine teilweise angehobene Fahrzeugposition, in der ein Teil der Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel keinen Kontakt zum Untergrund hat anzuheben bzw. wieder abzusetzen. Zur Fortbewegung des Fahrzeugs ist die mindestens eine Hubeinheit mit einer oder mehreren Führungsstangen (oder alternativ Führungsschienen) der Trägerkonstruktion verbunden. Die Führungsstangen sind in den Führungsschienen beweglich geführt und gemeinsam mit der mindestens einen Hubeinheit relativ zu den Führungsschienen und folglich auch zum Fahrzeug bewegbar. Je nach Ausrichtung der Trägerkonstruktion wird somit ein linearer Versatz der Hubeinheit relativ zum Fahrzeug entlang einer Richtung in einer Ebene parallel zum Unterboden, insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder der Fahrzeugquerrichtung y ermöglicht.
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Erfindungsgemäß führt in der angehobenen Fahrzeugposition eine Relativbewegung zwischen Führungsschiene und Führungsstange zu einem Versatz der Führungsschiene mit dem daran befestigten Fahrzeug gegenüber dem Untergrund, wohingegen die sich am Untergrund abstützende Hubeinheit gemeinsam sowie die Führungsstange selbst ortsfest in ihrer ursprünglichen Position verbleiben. Andersherum führt in der abgesenkten Fahrzeugposition, in der das Fahrzeug auf dem Untergrund aufsetzt, eine Relativbewegung zwischen Führungsschiene und Führungsstange zu einem Versatz der Führungsstange gemeinsam mit der daran befestigten Hubeinheit gegenüber dem Untergrund, wohingegen das Fahrzeug zusammen mit Führungsschiene ortsfest in seiner ursprünglichen Position verbleibt.
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Auf diese Weise kann ein Fahrzeug, durch Wiederholtes Anheben, Versetzen, Absenken, fortbewegt werden, ohne auf den fahrzeugeigenen Antrieb zurückgreifen zu müssen. Vorteilhaft kann das Fahrzeug so aus einer „festgefahrenen“ Position befreit und/oder über Hindernisse bewegt werden. Ebenso vorteilhaft ermöglicht die Realisierung der Hubvorrichtung durch in Führungsschienen geführte Führungsstangen eine besonders stabile Ausgestaltung, wodurch die Aufnahme von hohen Querkräften und/oder hohen Biegemomenten ermöglicht wird, sodass auch besonders schwere Fahrzeuge mit einem Gewicht von mindestens mehreren Tonnen, wie bspw. LKW, Geländewägen, Kettenfahrzeuge oder sonstige Nutzfahrzeuge oder -anhänger angehoben und fortbewegt werden können.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So kann die Hubvorrichtung eine oder mehrere Führungsschienen und eine oder mehrere Führungsstangen aufweisen, die parallel zur Fahrzeuglängsrichtung x und/oder parallel zur Fahrzeugquerrichtung y ausgerichtet sind, sodass die Führungsstangen in den Führungsschienen linear entlang der Fahrzeuglängsrichtung x und/oder linear entlang der Fahrzeugquerrichtung y geführt sind.
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Vorzugsweise werden mehrere, insbesondere zwei, Führungsschienen mit darin geführten Führungsstangen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung x und parallel zueinander mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug verbunden, um das Fahrzeug entlang der Fahrzeuglängsrichtung x, wahlweise vorwärts oder rückwärts, fortbewegen zu können. Zusätzlich oder alternativ können mehrere, insbesondere zwei, Führungsschienen mit darin geführten Führungsstangen parallel zur Fahrzeugquerrichtung y und parallel zueinander mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug verbunden werden, um das Fahrzeug entlang der Fahrzeugquerrichtung y seitlich fortbewegen zu können.
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Zur weiteren Erhöhung der Stabilität ist es auch von Vorteil, wenn gemäß einer Ausgestaltung die Trägerkonstruktion mindestens zwei zueinander parallel ausgerichtete Führungsschienen mit jeweils darin geführten Führungsstangen aufweist, wobei die Führungsschienen über ein Schienenverbindungsstück und die Führungsstangen über ein Stangenverbindungstück zur Ausbildung einer linear ausziehbaren Rahmenkonstruktion miteinander verbunden sind, und wobei das Schienenverbindungsstück relativ zum Stangenverbindungsstück bewegbar ist.
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Indem zwei Führungsschienen und zwei darin geführte Führungsstangen jeweils über ein Schienenverbindungsstück bzw. ein Stangenverbindungsstück in der Art eines Rahmens miteinander verbunden werden, wird die Fähigkeit der Trägerkonstruktion zur Aufnahme von Querkräften und/oder Biegemomenten weiter erhöht. Die über das Stangenverbindungsstück miteinander verbundenen Führungsstangen können „schubladenartig“ mittels vorzugsweise dazwischen liegenden Linearaktuatoren, die beispielsweise als Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgeführt oder elektrisch angetrieben sind, ausgefahren werden.
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Vorteilhaft für die Funktion ist ferner, wenn die Führungsstangen innerhalb der Führungsschienen angeordnet sind und mindestens zwei Innenwandungen der Führungsschienen als Stütz- bzw. Gleitflächen, an denen sich die Führungsstangen bei Einwirken entsprechender Kräfte abstützen, ausgebildet sind.
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Beispielsweise können die Führungsschienen als vollständig geschlossene oder teils geöffnete Rohre bzw. Träger mit einem rechteckigen, runden oder sonstigen geeigneten Querschnitt ausgeführt sein. Die im Inneren der Führungsschienen geführten Führungsstangen weisen einen komplementären Querschnitt auf und stützen sich je nach Richtung der einwirkenden Kräfte und/oder Momente an den entsprechenden Innenwandungen der Führungsschienen ab. Sofern die Trägerkonstruktion bspw. in der abgesenkten Fahrzeugposition unterhalb des Fahrzeugs „hängt“ wirkt die Gewichtskraft der Hubeinheiten, in der angehobenen Fahrzeugposition wirkt die Gewichtskraft des Fahrzeugs selbst in Richtung Untergrund. Die Führungsstangen können sich an den oberen und unteren Innenwandungen der Führungsschienen abstützen. Die in der Betriebsposition des Fahrzeugs zeitlich, d. h. parallel zur Fahrzeughochachse z ausgerichteten Innenwandungen der Führungsschienen stützen die Führungsstangen seitlich ab und verhindern so ein Kippen der Führungsstangen in den Führungsschienen. Gleichzeitig dienen die Innenwandungen der Führungsschienen auch als Gleitfläche auf der die Führungsstangen beim Aus- bzw. Einfahren abgleiten.
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Im Regelfall ist die mindestens eine Hubeinheit bezüglich der Fahrzeughochachse z unterhalb der Trägerkonstruktion angeordnet. Zur Einsparung von Bodenfreiheit sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel jedoch auch vor, dass mindestens eine Hubeinheit bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung x längs zur Trägerkonstruktion ausgerichtet und mit einer oder mehreren Führungsstangen derart verbunden ist, dass die Trägerkonstruktion und die mindestens eine Hubeinheit in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei die Hubeinheit entweder zwischen zueinander benachbarten Führungsschienen verläuft oder längsseitig zu einer oder mehreren Führungsstangen angeordnet ist.
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Indem die Hubeinheiten in einer Ebene mit der Trägerkonstruktion, vor bzw. hinter oder zwischen bzw. neben der Trägerkonstruktion angeordnet werden, kann die Gesamtausdehnung der Hubvorrichtung entlang der Fahrzeughochachse z reduziert werden, um beispielsweise auch eine Anbringung an Fahrzeugen mit nur geringer Bodenfreiheit zu ermöglichen.
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Es ist möglich, dass eine oder mehrere Hubeinheiten ausschließlich an einer Fahrzeuglängs- oder Fahrzeugquerseite angeordnet sind, wobei das Fahrzeug dann entlang der Hubrichtung h aus der abgesenkten Fahrzeugposition in eine nur teilweise angehobene Fahrzeugposition bewegbar ist.
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Indem nur ein Teil des Fahrzeugs angehoben wird und der andere Teil, insbesondere die vorderen oder hinteren Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel weiterhin auf dem Untergrund aufsetzen, kann das Fahrzeug durch Ausfahren der Führungsstangen schubkarrenartig fortbewegt werden, wobei sich die Hubeinheit auf der einen Fahrzeugseite am Untergrund abstützt und die auf dem Untergrund aufsetzenden Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel auf der jeweils anderen Fahrzeugseite am Untergrund abrollen oder -gleiten. Mit dieser Ausführungsvariante können noch größere Lasten angehoben und fortbewegt werden, da sowohl die Trägerkonstruktion als auch die Hubeinheit nur einen Teil des Fahrzeuggewichts tragen.
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Gerade in Kombination mit der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante ist die Verbindung der mindestens einen Hubeinheit mit einer oder mehreren Führungsstangen zweckmäßigerweise unbeweglich ausgestaltet, sodass die Hubrichtung h stets im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochachse z ausgerichtet ist.
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Beim Anheben des Fahrzeugs an nur einer, beispielsweise vorderen oder hinteren Fahrzeuglängsseite erfolgt eine Drehung bzw. ein Schwenken des Fahrzeugs um eine auf der gegenüberliegenden Fahrzeuglängsseite angeordnete Querachse, das Fahrzeug wird schräg angestellt bzw. gekippt. Durch eine starre oder unbewegliche Verbindung der Hubeinheit mit der Trägerkonstruktion, genauer den Führungsstangen „dreht“ sich auch die zu Beginn orthogonal zum Untergrund ausgerichtete Hubrichtung h mit und verläuft stets parallel zur Fahrzeughochachse z, das Fahrzeug wird translatorisch angehoben. Eine derartige Ausführung erhöht die Stabilität des Gesamtsystems weiter.
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Zur Gewinnung zusätzlicher Stabilität weist die mindestens eine Hubeinheit nach einer vorteilhaften Erfindungsvariante ein Arretiermittel auf, welches die mindestens eine Hubeinheit in einer vollständig oder teilweise ausgefahrenen Stellung arretiert.
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Bei besonders schweren Lasten wirken beim Versetzen des Fahrzeugs mittels der Trägerkonstruktion sehr hohe Kräfte auf die vollständig oder teilweise ausgefahrene Hubeinheit ein. Um die Hubeinheit zu entlasten kann diese mit einem Arretiermittel, bspw. einer Verzahnung ausgebildet sein, die die Hubeinheit bedarfsweise in der gewünschten ausgefahrenen Stellung sperrt.
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Schließlich ist es außerdem vorteilhaft, dass die Trägerkonstruktion zur mittelbaren oder unmittelbaren Befestigung an einem oder mehreren Längs- und/oder Querträgern des Fahrzeugunterbodens des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei mindestens eine Wandung des mit der Trägerkonstruktion verbundenen Längs- und/oder Querträgers als Stütz- bzw. Gleitfläche, an denen sich die Führungsstangen der Trägerkonstruktion bei Einwirken entsprechender Kräfte abstützen, ausgebildet ist.
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In dieser Ausgestaltung soll die Tragfähigkeit des Fahrzeugunterbodens, insbesondere der dortigen Längs- und/oder Querträger, des fortzubewegenden Fahrzeugs selbst ausgenutzt werden. Eine bezüglich der Fahrzeughochachse z nach unten, in Richtung des Untergrunds, gerichtete Wandung eines längs- und/oder Querträgers kann hierzu eine Innenwandung einer Führungsschiene als Stütz- und/oder Gleitfläche ersetzen. Die Führungsschiene ist in diesem Fall teilweise geöffnet, beispielsweise als U-Profil ausgebildet. Insbesondere ist diese Ausführungsvariante geeignet, um die Vorrichtung mit einem geringeren Gesamtgewicht auszubilden, um beispielsweise zulässige Traglasten des Fahrzeugs nicht zu überschreiten.
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Die Erfindung betrifft daher außerdem ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder einen Anhänger, mit einer Hubvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungsvarianten, wobei die eine oder die mehreren Führungsschienen der Trägerkonstruktion mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug fest oder lösbar verbunden sind, wobei eine Befestigung am Fahrzeugunterboden und/oder am Fahrzeugdach und/oder mit einer Fahrzeugladefläche und/oder am Fahrzeugrahmen und/oder an der Fahrzeugkarosserie erfolgt.
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Vorzugsweise ist die Hubvorrichtung fest oder lösbar mit tragenden Bauteilen des Fahrzeugs verbunden, kann aber dennoch an der gewünschten Position, insbesondere unterhalb des Fahrzeugs positioniert werden. Einzelne Bauteile der Vorrichtung, insbesondere Antriebselemente und/oder Kraftstofftanks aber auch eine zugehörige Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung können auch innerhalb eines Laderaums, einer Insassenkabine oder auf einer Ladefläche das Fahrzeugs untergebracht werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung sind die eine oder mehreren Führungsschienen der Trägerkonstruktion an einem oder mehreren Längsträgern und/oder Querträgern des Fahrzeugunterbodens des Fahrzeugs befestigt, wobei mindestens eine Wandung des mit der Trägerkonstruktion verbundenen Längsträgers und/oder Querträgers als Stütz- bzw. Gleitfläche, an denen sich die Führungsstangen der Trägerkonstruktion bei Einwirken entsprechender Kräfte abstützen, ausgebildet ist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmals(unter)kombinationen, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und den Zeichnungen. Diese zeigen in
- 1 eine schematisch perspektivische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung mit zwei Führungsschienen, zwei Führungsstangen sowie zwei Hubeinheiten in einer vollständig eingefahrenen Stellung,
- 2 eine schematisch perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform aus 1 mit den Führungsschienen und Führungsstangen sowie den Hubeinheiten in einer vollständig ausgefahrenen Stellung,
- 2a eine schematisch perspektivische Darstellung eines beispielhaften Arretiermittels, das als optionaler Bestandteil der Hubeinheit gemäß der 1 und 2 vorgesehen ist,
- 2b eine schematisch perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Arretiermittels aus 2a,
- 3 eine schematische Skizzierung eines beispielhaften Bewegungsablaufs der Hubvorrichtung zur Fortbewegung eines Fahrzeugs,
- 4 eine schematisch perspektivische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung, bei der die Hubeinheit zwischen je zwei benachbarten Führungsschienen angeordnet sind,
- 5 eine schematisch perspektivische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung zur Fortbewegung eines Fahrzeugs entlang einer Fahrzeuglängsrichtung und entlang einer Fahrzeugquerrichtung,
- 6 eine schematisch perspektivische Darstellung einer vierten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung mit insgesamt vier Hubeinheiten zum vollständigen Anheben eines Fahrzeugs sowie zur Fortbewegung des Fahrzeugs entlang einer Fahrzeuglängsrichtung und entlang einer Fahrzeugquerrichtung,
- 7 eine schematisch perspektivische Darstellung einer fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung, wobei die Trägerkonstruktion an Quer- und Längsträgern des Fahrzeugs befestigt ist,
- 8 eine schematisch perspektivische Darstellung einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung, die an einem Anhänger befestigt ist,
- 9 eine schematisch perspektivische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Traktionsfußes an einem unteren Abschnitt einer Hubeinheit,
- 10 eine schematisch perspektivische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform eines Traktionsfußes an einem unteren Abschnitt einer Hubeinheit, und in
- 11 eine schematisch perspektivische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform eines Traktionsfußes an einem unteren Abschnitt einer Hubeinheit.
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Die Figuren sind lediglich beispielhafter Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. Die dargestellten Ausführungsvarianten sind größtenteils symmetrisch bezüglich ihrer Längs- und teilweise ihrer Querachse. Zur Übersichtlichkeit werden sich an diesen Achsen spiegelnde Elemente in den Figuren stets nur einmal mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In der 1 ist eine schematisch perspektivische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10 mit einer Trägerkonstruktion 100 und zwei Hubeinheiten 200 gezeigt. Die Darstellung zeigt die Hubvorrichtung 10 von unten, d. h. vom Untergrund 400 in Richtung des Fahrzeugunterbodens blickend. Beide Hubeinheiten 200 sind hier derselben Fahrzeuglängsseite zugeordnet. Sowohl die Trägerkonstruktion 100 als auch die Hubeinheiten 200 befinden sich in einer vollständig eingefahrenen Stellung. Die Trägerkonstruktion 100 weist zwei zueinander parallel verlaufende Führungsschienen 110 auf, die über ein Schienenverbindungsstück 130 in einem Abstand zueinander miteinander verbunden sind. In den, hier als Rechteckrohre ausgeführten Führungsschienen 110 ist jeweils eine einen komplementären und hier ebenfalls rechteckigen Querschnitt aufweisende Führungsstange 120 verschiebbar gelagert. Die Führungsstangen 120 sind im Bereich eines (auch in der vollständig eingefahrenen Stellung) aus den Führungsschienen 110 herausragenden Verbindungsabschnitts 121 über ein Stangenverbindungsstück 140 in einem Abstand zueinander miteinander verbunden, sodass die Trägerkonstruktion 100 insgesamt in der Art eines Rahmens ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Führungsschienen 110 entlang der Fahrzeuglängsrichtung x des Fahrzeugs 500 ausgerichtet und am Fahrzeug 500, insbesondere an dessen Unterboden und/oder vorzugsweise an einem tragenden Bauteil des Fahrzeugs 500 so angebracht, dass die Verbindungsstellen zwischen Führungsschienen 110 und Fahrzeug 500 den Anteil des Fahrzeuggewichts tragen können, der von den Führungsschienen 110 aufgenommen wird. Sofern an den Verbindungsstellen der Führungsschienen 110 kein tragendes Bauteil des Fahrzeugs 500 zur Verfügung steht, können die Führungsschienen 110 mit einem zur Hubvorrichtung 10 gehörenden Trägeradapter (nicht dargestellt) verbunden sein.
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Zwischen den Führungsschienen 110 und parallel zu diesen ausgerichtet sind mindestens ein, in dieser Ausführungsvariante beispielhaft drei Schienenlinearaktuatoren 150 vorgesehen, deren eines Ende sich am Schienenverbindungsstück 130 und deren anderes Ende sich am Stangenverbindungsstück 140 abstützt. Die Schienenlinearaktuatoren 150 können zum Beispiel als Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Elektrolineareinheiten usw. ausgebildet sein und werden vorzugsweise vom Bediener oder von einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angesteuert, um die Trägerkonstruktion 100 von der hier gezeigten vollständig eingefahrenen Stellung in eine teilweise oder vollständig ausgefahrene Stellung (siehe 2) zu bewegen.
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Am jeweiligen Verbindungsabschnitt 121 der Führungsstangen 120 ist je eine Hubeinheit 200 angeordnet, die zum Anheben und Absenken des Fahrzeugs 500 aus einer abgesenkten Fahrzeugposition in eine angehobenen Fahrzeugposition und umgekehrt vorgesehen ist. Die Hubeinheit 200 umfasst im Wesentlichen einen Hubträger 211, der an einem dem Fahrzeug 500 zugewandten, oberen Abschnitt 210 der Hubeinheit 200 angeordnet ist sowie einen schwenkbeweglich angelenkten Traktionsfuß 300, der an einem dem Untergrund 400 zugewandten, unteren Abschnitt 220 der Hubeinheit 200 angeordnet ist. Zum Ausfahren der Hubeinheit 200 stützen sich am Hubträger 211 und am Traktionsfuß 300 einer oder mehrere Linearaktuatoren 230 ab. In der hier gezeigten Darstellung sind jeweils zwei außenseitige Linearaktuatoren 230 an den beiden längsseitigen Enden des Hubträgers 211 schwenkbar befestigt und werden von jeweils einer dazwischenliegenden Linearführung 231 geführt. Die Linearführungen 231 dienen der Aufnahme von Querkräften und/oder Biegemomenten, die die Linearaktuatoren 230 schädigen könnten und können, wie auch die Führungsschienen 110 verschiedene Querschnittsformen, insbesondere eine rechteckige, kreisrunde, ovale, T-förmige, U-förmige, Doppel T-förmige usw. Querschnittsform aufweisen. Im unteren Abschnitt 220 der Hubeinheit 200 ist der Traktionsfuß 300 schwenkbar an die Linearaktuatoren 230 angelenkt, um Unebenheiten und/oder Steigungen des Untergrunds 400 ausgleichen zu können. Zur Erhöhung der Reibung zwischen Untergrund 400 und Traktionsfuß 300 weist Letzterer ein Traktionsprofil 310 auf. In der hier gezeigten, vollständig eingefahrenen Stellung der Hubeinheit 200 sind sowohl Hubträger 211, Linearaktuatoren 230 und Traktionsfuß 300 parallel zu den Führungsschienen 110 sowie zu den Führungsstangen 120 der Trägerkonstruktion 100 ausgerichtet, wodurch der erforderliche Bauraum, insbesondere unterhalb des Fahrzeugs 500, reduziert wird.
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Die 2 zeigt eine schematisch perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform aus 1, mit Blick von oben, d. h. aus Richtung des Fahrzeugs 500 in Richtung des Untergrunds 400. Sowohl die Trägerkonstruktion 100 als auch die beiden Hubeinheiten 200 sind hier in einer vollständig ausgefahrenen Stellung gezeigt. Da die beiden Hubeinheiten 200 in dieser Ausführungsform lediglich an einer Fahrzeuglängsseite vorgesehen sind, befindet sich das nicht dargestellte Fahrzeug 500 in einer teilweise angehobenen Fahrzeugposition, d. h. insbesondere „hängen“ die an einer Längsseite angeordneten Räder, Ketten oder sonstige Antriebsmittel des Fahrzeugs 500 „in der Luft“, wohingegen die an der andren Längsseite angeordneten Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel des Fahrzeugs 500 weiterhin auf dem Untergrund 400 aufsetzen. Die eigentliche Hubrichtung h verläuft orthogonal zum Hubträger 211 und parallel zur Fahrzeughochachse z.
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Die 2a und 2b zeigen jeweils eine schematisch perspektivische Darstellung eines beispielhaften Arretiermittels 260, das als optionaler Bestandteil der Hubeinheit 200 gemäß der 1 und 2 vorgesehen ist, wobei die 2b einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2a darstellt.
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Um die Hubeinheit 200 in einer vollständig oder teilweise ausgefahrenen Stellung zu arretieren kann die zwischen den Linearaktuatoren 230 angeordnete Linearführung 231 mit einem Arretiermittel 260 ausgebildet sein. Das Arretiermittel 260 ist hier beispielhaft als Verzahnung 261, die entlang einer Führungsstange der Linearführung 231 verläuft, ausgebildet. Mit einer Führungsschiene der Linearführung 231 verbunden ist ein Zahnanker 262 mit einer zu der Verzahnung 261 komplementär passend ausgestalteten Gegenverzahnung. Um den Zahnanker 262 in eine in die Verzahnung 261 eingreifende Stellung zu bewegen und so die Hubeinheit 200 bedarfsweise in der gewünschten ausgefahrenen Stellung arretieren zu können, ist ein Aktuator 263, bspw. ein Elektromagnet zum Schwenken oder zum Ausführen linearer Bewegungen, mit dem Zahnanker 262 verbunden. Alternativ kann auf die Verzahnung 261 an der Linearführung 231 und/oder auf die Gegenverzahnung am Zahnanker 262 verzichtet werden und eine Sperrung der Hubeinheit allein über Haftreibung realisiert werden. In diesem Fall ist es auch denkbar den Zahnanker 262 alternativ oder zusätzlich an einem oder mehreren Linearaktuatoren 230 anzubringen.
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Ein beispielhafter Bewegungsablauf zur Fortbewegung des Fahrzeugs 500, sofern sich dieses bspw. auf einem nicht befestigten Untergrund festgefahren hat, ist schematisch anhand der 3 skizziert. Zunächst werden die Hubeinheiten 200, genauer deren Linearaktuatoren 230 aktiviert, wodurch die Traktionsfüße 300 translatorisch in Richtung des Untergrunds 400 bewegt werden. Hierbei können beide Traktionsfüße 300 entweder mit derselben Geschwindigkeit ausgefahren werden, oder aber jeder Traktionsfuß 300 kann vom Bediener oder einer angeschlossenen Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung mit hinterlegter Regelelektronik einzeln angesteuert werden, um deren jeweiligen Hubweg an die Beschaffenheit des Untergrunds 400 anzugleichen. Das Fahrzeug 500 befindet sich in der abgesenkten Fahrzeugposition und setzt vollständig auf dem Untergrund 400 auf (Stellung 3a). Die Hubeinheit 200 mit den zwischen dem Hubträger 211 und dem Traktionsfuß 300 angeordneten Linearaktuatoren 230 ist hier rein schematisch angedeutet und kann in einer beliebigen, insbesondere zuvor oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsform ausgestaltet sein. Sobald die Traktionsfüße 300 auf dem Untergrund 400 aufsetzen und die Hubeinheiten 200 weiter ausgefahren werden, beginnen diese das Fahrzeug 500 entlang einer Hubrichtung h über die sich an den Innenwandungen bzw. Kontakt- und/oder Gleitflächen der Führungsschienen 110 abstützenden Führungsstangen 120 in eine einseitig bzw. teilweise angehobene Fahrzeugposition anzuheben. Die Hubrichtung h verläuft hierbei stets translatorisch und parallel zur Fahrzeughochachse z (Stellung 3b). Während des Anhebens kann es von Vorteil sein, das Fahrzeug 500 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung y in einer horizontalen Ausrichtung zu halten, um die Kippgefahr zu verringern. Auch aus diesem Grund können die zu den beiden Traktionsfüßen 300 zugehörigen Linearaktuatoren 230 vom Bediener separat angesteuert werden. Alternativ kann auch ein Sensorsystem als Bestandteil der Hubvorrichtung 10 vorgesehen sein, welches über eine Regelelektronik das Fahrzeug 500 während des Anhebens automatisch ausrichtet. Nachdem das Fahrzeug 500 angehoben wurde, wird die Trägervorrichtung 100 ausgefahren, indem die Schienenlinearaktuatoren 150 vom Bediener oder der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aktiviert werden, wodurch die Führungsstangen 120 aus den Führungsschienen 110 herausgeschoben werden. Durch das Traktionsprofil 310 ist zwischen dem Untergrund 400 und den Traktionsfüßen 300 ausreichend Reibung vorhanden, sodass sich Letztere nicht relativ zum Untergrund 400 bewegen lassen. Stattdessen wird das Fahrzeug 500 entlang einer Fortbewegungsrichtung f um eine gewünschte Länge bewegt, die der Länge entspricht, um die die Führungsstangen 120 aus den Führungsschienen 110 ausgefahren werden (Stellung 3c, 2). Vorzugsweise rollen die noch auf dem Untergrund 400 aufsetzenden Räder, Ketten oder sonstigen Antriebsmittel des Fahrzeugs 500 auf diesem ab, wodurch der Kraftaufwand zur Fortbewegung des Fahrzeugs 500 sinkt. Abschließend wird das Fahrzeug 500 zunächst durch Einfahren der Hubeinheit 200 wieder abgesenkt (Stellung 3d) und die Hubvorrichtung 10 durch Einfahren der Trägerkonstruktion 100 mittels der Schienenlinearaktuatoren 150 ihre vollständig eingefahrene Stellung (1) überführt.
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Der beschriebene Vorgang kann zur Überwindung der gewünschten Distanz beliebig oft wiederholt werden. Durch Umkehr des Bewegungsablaufs kann auch die Fortbewegungsrichtung f umgekehrt werden. Alternativ ist es auch denkbar, das Fahrzeug an beiden Längs- oder Querseiten mit Hubeinheiten auszustatten, wodurch dieses in eine vollständig angehobene Fahrzeugposition überführbar ist. Um eine maximale Reibung zwischen Traktionsfuß 300 und Untergrund 400 zu herzustellen, ist es sinnvoll die Hubeinheiten 200 in der Nähe bzw. möglichst unterhalb des Fahrzeugschwerpunktes zu positionieren.
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Die 4 zeigt eine schematisch perspektivische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10, bei der je eine Hubeinheit 200 zwischen je zwei benachbarten Führungsschienen 110 angeordnet ist. Gegenüber der in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform unterscheidet sich die hier gezeigte Variante folglich dadurch, dass die Hubvorrichtung 10 insgesamt vier parallel zueinander ausgerichtete Führungsschienen 110 mit jeweils darin geführten Führungsstangen 120 aufweist. Die zwischen zwei benachbarten Führungsschienen 110 angeordnete Hubeinheit 200 ist mittelbar über ein flaches, U-förmiges Verbindungsstück 160 mit den Führungsstangen 120, genauer mit deren Verbindungsabschnitt 121 verbunden. Das U-förmiges Verbindungsstück 160 ist vorzugsweise an der dem Fahrzeugboden zugewandten Seite der Führungsstangen 120 befestigt, um unterhalb der Führungsstangen 120 Platz für die Aufnahme der Hubeinheit 200 zu schaffen. Die sich in Fahrzeughochrichtung z erstreckende Gesamtausdehnung des U-förmigen Verbindungsstücks 160 und der daran befestigten Hubeinheit 200 sollte idealerweise die Gesamtausdehnung der Trägerkonstruktion 100 nicht überschreiten, sodass diese Ausführungsvariante einen besonders geringen Bedarf an Bodenfreiheit aufweist. Um die Führungsschienen 110 und die Führungsstangen 120 zu stabilisieren, können das Schienenverbindungsstück 130 und/oder das Stangenverbindungstück 140 alternativ auch (anders als hier gezeigt) alle Führungsschienen 110 und/oder alle Führungsstangen 120 miteinander verbinden. Ferner kann in einer alternativen und hier nicht gezeigten Variante das U-förmige Verbindungsstück 160 auch an eine Längsseite der beiden Führungsstangen 120 gemäß der ersten Ausführungsform nach 1 angeschlossen sein und die Führungsstangen 120 gabelartig fortsetzen. Die beiden Hubeinheiten 200 sind dann jeweils im Inneren der „Gabel“ und in einer Ebene mit der Trägerkonstruktion 100 angeordnet.
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In der 5 ist eine schematisch perspektivische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10 gezeigt. Diese Ausführungsform erlaubt eine Fortbewegung des Fahrzeugs 500 nicht nur entlang der Fahrzeuglängsrichtung x, sondern ebenfalls entlang der Fahrzeugquerrichtung y. Die Trägerkonstruktion 100 ist, wie auch in den zuvor beschriebenen Ausführungen über die entlang der Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichteten Längsführungsschienen 110a mit dem Fahrzeug 500 verbunden. In den Längsführungsschienen 110 sind Längsführungsstangen 120a gelagert und mit einem Stangenverbindungsstück 140 verbunden. Zusätzlich ist am Stangenverbindungstück 140 ein Subsystem zur Querbewegung 170 mittels eines in einer x-y-Ebene drehbaren Drehlagers 171 angelenkt. Auf der drehbaren Seite des Drehlagers 171 sind eine oder mehrere Querführungsschienen 110b befestigt, in denen jeweils eine einzelne Querführungsstange 120b gelagert ist, welche aus beiden Seiten der Querführungsschiene 110b aus- bzw. einfahrbar ist. Zwei Hubeinheiten 200 sind in dieser Variante an der Querführungsstange 120b befestigt und entlang der Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichtet.
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Zum seitlichen Ausfahren, d. h. entlang der Fahrzeugquerrichtung y, der Querführungsstange 120b aus den Querführungsschienen 110b stützen sich einer oder mehrere Querlinearaktuatoren 172 mit ihrem einen Ende an der Querführungsschiene 110b und mit ihrem anderen Ende an der Querführungsstange 120b ab und sind beispielsweise als Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, elektrolineare Einheiten oder nach einem anderen linearen Antriebsprinzip ausgeführt. Durch die Positionierung aller Bauteile, die zum Aus- bzw. Einfahren der Querführungsstange 120b entlang der Fahrzeugquerrichtung y benötigt werden, können beliebige Zustände des längsseitigen Ausfahrens mit beliebigen Zuständen des querseitigen Ausfahrens unabhängig voneinander miteinander kombiniert werden. In der angehobenen Fahrzeugposition muss während des querseitigen Verschiebens des Fahrzeugs 500 das Subsystem zur Querbewegung 170 relativ gegenüber den Längsführungsschienen 110a verdrehbar sein, um andernfalls auftretende Materialbelastungen, die gegebenenfalls zur Zerstörung von Bauteilen führen könnten zu vermeiden. Um zu gewährleisten, dass ein Verdrehwinkel der Trägerkonstruktion 100 zu dem Subsystem zur Querbewegung 170, nachdem das Fahrzeug 500 fortbewegt wurde, in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, können beispielsweise Schwenklinearaktuatoren 173 und/oder als Zug-Schub-Federn ausgelegte Schwenkfedern 174 und/oder ein als Drehmotor mittelbar oder unmittelbar mit dem Drehlager 171 verbundener Schwenkmotor 175 vorgesehen sein. In der Darstellung sind rein beispielhaft alle drei Varianten gezeigt, wobei in der praktischen Umsetzung auf nur eine der Varianten zurückgegriffen werden sollte. Bei der gemäß der 5 gezeigten Ausführungsform ist das Subsystem zur Querbewegung 170 mittelbar über die Trägerkonstruktion 100 mit dem Fahrzeug 500 verbunden. Denkbar ist aber auch, das Subsystem zur Querbewegung 170 unmittelbar mit dem Fahrzeug 500 zu verbinden und die Trägerkonstruktion 100 mittelbar über das Subsystem zur Querbewegung 170 (wie in 6 dargestellt).
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6 zeigt eine schematisch perspektivische Darstellung einer vierten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10 mit insgesamt vier Hubeinheiten 200, die zum vollständigen Anheben des Fahrzeugs 500 auf beide Längsseiten des Fahrzeugs 500 verteilt sind. Darüber hinaus ist ebenfalls an beiden Längsseiten des Fahrzeugs 500 jeweils ein Subsystem zur Querbewegung 170 vorgesehen, sodass das Fahrzeug 500 in einer vollständig angehobene Fahrzeugposition sowohl entlang einer Fahrzeuglängsrichtung x als auch entlang einer Fahrzeugquerrichtung y bewegbar ist. Grundsätzlich erfolgt eine seitliche Fortbewegung, d. h. in Fahrzeugquerrichtung y gemäß der zuvor anhand der 5 beschriebenen Ausführungsvariante. Aufgrund dessen, dass sich das Fahrzeug 500 in einer vollständig angehobenen Fahrzeugposition befindet, ist jedoch ein Winkelausgleich zwischen der Trägerkonstruktion 100 und dem Subsystem zur Querbewegung 170 nicht erforderlich, weshalb auch auf die entsprechenden Bauteile, wie Drehlager 171 usw. verzichtet werden kann.
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Eine schematisch perspektivische Darstellung einer fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10 kann der 7 entnommen werden. Hierin ist die Trägerkonstruktion 100 an Längsträgern 510 und Querträgern 520 des Fahrzeugs 500 selbst befestigt, wodurch dessen eigene Tragfähigkeit genutzt wird, sodass die Trägerkonstruktion 100 entsprechend kleiner und leichter ausgestaltet werden kann. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche sowohl der Führungsschienen 110 als auch der Führungsstangen 120 kleiner gewählt werden. Der Darstellung kann beispielhaft eine Tragstruktur entnommen werden, wie sie in einigen Fahrzeugtypen, wie zum Beispiel LKW oder Geländewagen eingesetzt wird. In dieser Ausführungsform sind beispielhaft die Führungsschienen 110 direkt mit der Tragstruktur, insbesondere den Querträgern 520 des Fahrzeugs 500 verbunden. Zwei Hubeinheiten 200 sind jeweils seitlich, parallel zu den Führungsschienen 110 angeordnet, wobei deren jeweilige Hubträger 211 über L-förmige Verbindungsstücke 180 mit den in den Führungsschienen 110 geführten Führungsstangen 120 verbunden sind. Über Gleitelemente 190 gleiten die Hubeinheiten 200 beim Aus- bzw. Einfahren der Trägerkonstruktion 100 jeweils berührend entlang der Längsträger 510 des Fahrzeugs 500 und stützen sich an diesen ab, wodurch das Gewicht des Fahrzeugs 500 in der angehobenen Fahrzeugposition auf dessen eigener Tragstruktur ruht. Die dem Untergrund zugewandte Seite der Längsträger 510 wird somit als Stütz- und/oder Gleitfläche, hier mittelbar über die Hubträger 211 der Hubeinheiten 200, für die Führungsstangen 120 genutzt. Die Gleitelemente 190 umfassen ein Material, das in Kombination mit ihrem Reibpartner einen niedrigen Reibungs- und Verschleißwert aufweist. Vorteilhaft kann an den Längsträgern 510 und/oder Querträgern 520 des Fahrzeugs 500 eine Adapterstruktur angebracht werden (hier nicht gezeigt), deren den Gleitelementen 190 zugewandte Seite eine gerade und ebene Gleitfläche aufweist und deren übrige Seiten sich an der Struktur des Fahrzeugunterbodens und/oder dessen Tragstruktur abstützen. Selbstverständlich ist auch denkbar, die Gleitelemente 190 fest mit den Längsträgern 510 und/oder einer etwaigen Adapterstruktur zu verbinden.
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Da die Tragstruktur des Fahrzeugs 500 die von den Hubeinheiten 200 übertragenen Kräfte und Momente fast vollständig aufnimmt können die Führungsschienen 110 und die Führungsstangen 120 bei gleichem Ausfahrweg bzw. Versatz des Fahrzeugs 500 kürzer als in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt sein. Um aber im ausgefahrenen Zustand der Führungsstangen 120 aus den Führungsschienen 110 und bei gleichzeitig abgesenktem, auf dem Untergrund 400 aufsetzendem Fahrzeug 500 zu verhindern, dass die Führungsstangen 120 seitlich, in Fahrzeugquerrichtung y und/oder nach unten, in Richtung des Untergrunds 400 kippen, weisen die Führungsstangen 110 jeweils nach oben, in Richtung des Fahrzeugunterbodens geöffnete Schienenfortsätze 111 auf. Die obere, in Richtung des Fahrzeugunterbodens gerichtete Seite der Schienenfortsätze 111 weist keine führende und/oder stützende Funktion auf, stattdessen stützen sich die Hubträger 211 an den unteren, dem Untergrund 400 zugewandten Seiten der Längsträger 510 des Fahrzeugs 500 ab.
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In der 8 ist eine schematisch perspektivische Darstellung einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 10, die an einem Fahrzeug 500, hier einem Gespann mit Zugmaschine und Anhänger befestigt ist, dargestellt. Selbstverständlich können alle anderen, zuvor beschriebenen Ausführungsformen unverändert mit einem Anhänger allein verbunden werden. Grundsätzlich verringert ein Anhänger aufgrund des zusätzlichen Gewichts und da dieser keine eigene Antriebsachse aufweist, die Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs 500, das im vorliegenden Fall als Gespann mit einer Zugmaschine und einem oder mehreren Anhängern ausgeführt ist. Die in dieser Darstellung gezeigte Ausführungsform macht sich jedoch einige Eigenheiten des Anhängers zunutze. So kann die Deichsel 530 des Anhängers als Trägerkonstruktion 100 ausziehbar ausgestaltet sein und weist entsprechend eine oder mehrere Führungsschienen 110 (in der vorliegenden Darstellung eine) mit darin gelagerten Führungsstangen 120 auf. Der Verbindungsabschnitt 121 der Führungsstange 120 ist über die Anhängerkupplung 540 mittelbar mit dem Zugfahrzeug verbunden und/oder selbst als Anhängerkupplung 540 ausgeführt. Die Führungsschiene 110 ist mit dem eigentlichen Anhänger verbunden, sodass eine durch einen oder mehrere, hier zwei Linearaktuatoren 150 hervorgerufene Relativbewegung zwischen Führungsschiene 110 und Führungsstange 120 zu einer Verlängerung der Deichsel 530 führt. Zwei parallel zur Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichtete Hubeinheiten 200, gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten, sind unmittelbar und ortsfest am Anhänger, vorzugsweise in der Nähe dessen Schwerpunkts befestigt, d. h. die Hubeinheiten 200 sind mittelbar über den Anhänger mit der Führungsschiene 110 verbunden und können gemeinsam mit dem Anhänger und der Führungsschiene 110 über die ausziehbare Deichsel 530 relativ zur Zugmaschine und der Führungsstange 120 entlang der Fahrzeuglängsrichtung x ausgefahren werden. Eine weitere, parallel zur Fahrzeugquerrichtung y ausgerichtete Hubeinheit 200 ist am Verbindungsabschnitt 121 der Führungsstange 120 noch vor der Anhängerkupplung 540 angeordnet. Die quer ausgerichtete Hubeinheit 200 ist als Vertikalhubeinheit mit einem Hublinearaktuator 240, der vorzugsweise orthogonal zu den Führungsstangen 120 angeordnet ist und von einer entsprechenden Ausnehmung 250 im Verbindungsabschnitt 121 der Führungsstange 120 umfasst wird bzw. sich an dieser abstützt ausgeführt. Der Hublinearaktuator 240 kann beispielsweise als Hydraulikzylinder oder pneumatischer Zylinder oder Elektrohubeinheit usw. ausgeführt sein und hebt den Verbindungsabschnitt 121 der Führungsstange 120 entlang seiner Ausfahrrichtung an. Anders ausgedrückt ist der Hublinearaktuator 240 selbst stets entlang der Hubrichtung h ausgerichtet.
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Um ein festgefahrenes Zugfahrzeug wieder in eine manövrierfähige Position zu überführen wird gemäß der sechsten Ausführungsform in der 8 zunächst mittels der längs ausgerichteten Hubeinheiten 200 der Anhänger angehoben. Anschließend wird über die Linearaktuatoren 150 die mit dem Zugfahrzeug über die Anhängerkupplung verbundene Führungsstange 120 aus der Führungsschiene 110 herausgeschoben, wobei das Zugfahrzeug entlang der Fahrzeuglängsrichtung x bewegt wird, während der Anhänger im angehobenen Zustand ortsfest bezüglich des Untergrunds 400 verbleibt. Nachdem das Zugfahrzeug entlang der Fahrzeuglängsrichtung x versetzt wurde, wird der Anhänger durch Einfahren der Hubeinheiten 200 wieder abgesenkt und die Führungsstange 110 zurück in die Führungsschiene 120 eingeschoben, wodurch, in Idealfall, gleichzeitig der Anhänger in Richtung des Zugfahrzeugs herangezogen wird. Sofern der Anhänger selbst unbeweglich im Untergrund 400 festgefahren ist, kann die quer ausgerichtete Hubeinheit 200 zusätzlich aktiviert werden, wodurch sich deren Traktionsfuß 300 am Untergrund 400 abstützt, sodass das Zugfahrzeug während des Heranziehens des Anhängers eine höhere Standfestigkeit erhält.
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Die in den unterschiedlichen Ausführungsformen beschriebenen Hubeinheiten 200 können jeweils auch als einfacher aufgebaute Vertikalhubeinheit ausgeführt sein, sofern dies der zur Verfügung stehende Bauraum zulässt. Auch die Verwendung anderer aus dem Stand der Technik bekannter Hubeinheiten 200, wie zum Beispiel eines Scherenhebers, ist selbstverständlich denkbar. In den nachfolgenden Abschnitten werden unterschiedliche, beispielhafte Ausführungen eines Traktionsfußes 300 näher erläutert. Jede der erläuterten Ausführungen ist sowohl mit einer Hubeinheit 200 nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, aber auch mit einer als Vertikalhubeinheit ausgebildeten Hubeinheit 200 nach dem Ausführungsbeispiel 6 oder sogar mit einer sonstigen aus dem Stand der Technik bekannten Hubeinheit 200, wie zum Beispiel einem Scherenheber kombinierbar.
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Eine schematisch perspektivische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Traktionsfußes 300, der an einem unteren Abschnitt 220 einer als Vertikalhubeinheit ausgebildeten Hubeinheit 200 angelenkt ist, kann der 9 entnommen werden. So kann der Traktionsfuß 300 mit einem oder mehreren, hier zwei Bodenbohrern 320 ausgebildet sein, die über verbundene Bohrermotoren 321 angetrieben werden. Die Bohrermotoren 321 wiederum sind an einer Haltevorrichtung 322 angebracht und über diese miteinander verbunden. Die Haltevorrichtung 322 ist an einem Ende eines Anpressaktuators 323, der als Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder oder Elektrohubeinheit usw. ausgeführt sein kann angebracht. Das andere Ende des Anpressaktuators 323 stützt sich an Halteelementen 324 ab, welche ihrerseits mit dem Traktionsfuß 300 verbunden sind. Über den Anpressaktuator 323 wird der erforderliche Anpressdruck beim Rotieren der Bodenbohrer 320 erzeugt, damit sich diese zur Maximierung der Traktion zwischen Traktionsfuß 300 und Untergrund 400 in Letzteren einbohren. Der Traktionsfuß 300 weist zum Durchlass der Bodenbohrer 320 eine Durchgangsöffnung 325 auf. Durch eine Kombination von Bodenbohrern 320 und Traktionsprofil 310 kann eine besonders hohe Standfestigkeit der Hubeinheit 200 auf nahezu jedem Untergrund 400 erlangt werden.
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Eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Traktionsfußes 300 ist in der 10 in einer schematisch perspektivischen Darstellung gezeigt. Grundsätzlich ist die zweite Ausführungsform des Traktionsfußes 300 ähnlich aufgebaut wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform. Anstelle der Bodenbohrer 320 sind hier jedoch hämmernde Traktionsplatten 330 an der Haltevorrichtung 322 befestigt. Vorzugsweise werden die hämmernden Traktionsplatten 330 von Hammeraktuatoren 331 angetrieben. Die Hammeraktuatoren 331 wirken wie aus dem Stand der Technik bekannte Elektrohammer oder Hydraulikhammer oder Presslufthammer und treiben die Traktionsplatten 330 zur Verstärkung der Traktion des Traktionsfußes 300 über die Wirkung des Traktionsprofils 310 hinaus in den Untergrund 400.
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Schließlich kann der 11 eine schematisch perspektivische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform eines Traktionsfußes 300 an einem unteren Abschnitt 220 einer Hubeinheit 200 entnommen werden. Die hier gezeigte Ausführungsform ist besonders für weiche Untergründe 400 geeignet, indem der Traktionsfuß 300 mit sogenannten Kryodüsen 340 ausgebildet ist, deren Ausgangsöffnungen an der dem Untergrund 400 zugewandten Seite des Traktionsfußes 300 vorgesehen sind. Gewünschtenfalls kann, sofern der Traktionsfuß 300 auf dem Untergrund 400 aufsetzt, vom Bediener die Ausströmung eines Kältemittels aus den Ausgangsöffnungen eingeleitet werden. Durch Eindringen des Kältemittels in den weichen Untergrund 400 wird dieser verfestigt oder gefriert sogar, wodurch der Traktionsfuß 300 erhöhten Halt findet. Das Kältemittel kann in einem am Traktionsfuß 300 befestigten Kryotank 341 vorgehalten werden oder aus einem sonstigen Reservoir über Rohr- und/oder Schlauchverbindung den Kryodüsen 340 zugeleitet werden. Als Kältemittel sind z. B. kalte und/oder verflüssigte Luft, sonstige kalte und/oder verflüssigte Gase, festes Kohlendioxid sowie weitere aus dem Stand der Technik bekannte Kältemittel geeignet.
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Grundsätzlich gilt für alle zuvor beschriebenen Ausführungsformen, das ausführungsformspezifische Merkmale technisch sinnvoll miteinander kombinierbar sind. Beispielsweise kann jede der beschriebenen Ausführungsformen mit zwei oder vier oder einer anderen beliebigen Anzahl an Hubeinheiten 200 realisiert werden. Auch die unterschiedliche Gestaltung der beispielhaften Traktionsfüße 300 oder Hubeinheiten 200 kann mit beliebigen Ausführungen kombiniert werden. Zweckmäßigerweise kann die Positionierung der Hubeinheiten 200 zu der Trägerkonstruktion 100 und/oder die Befestigung der Trägerkonstruktion 100 am Fahrzeug 500 den jeweiligen Raumvorgaben des Fahrzeugs 500 angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hubvorrichtung
- 100
- Trägerkonstruktion
- 110
- Führungsschiene
- 110a
- Längsführungsschiene
- 110b
- Querführungsschiene
- 111
- Schienenfortsätze
- 120
- Führungsstange
- 121
- Verbindungsabschnitt der Führungsstangen
- 120a
- Längsführungsstange
- 120b
- Querführungsstange
- 130
- Schienenverbindungstück
- 140
- Stangenverbindungsstück
- 150
- Schienenlinearaktuator
- 160
- U-förmiges Verbindungsstück
- 170
- Subsystem zur Querbewegung
- 171
- Drehlager
- 172
- Querlinearaktuatoren
- 173
- Schwenklinearaktuatoren
- 174
- Schwenkfedern
- 175
- Schwenkmotor
- 180
- L-förmiges Verbindungsstück
- 190
- Gleitelement
- 200
- Hubeinheit
- 210
- oberer Abschnitt der Hubeinheit
- 211
- Hubträger
- 220
- unterer Abschnitt der Hubeinheit
- 230
- Linearaktuator
- 231
- Linearführung
- 240
- Hublinearaktuator
- 250
- Ausnehmung
- 260
- Arretiermittel
- 261
- Verzahnung
- 262
- Zahnanker
- 263
- Aktuator
- 300
- Traktionsfuß
- 310
- Traktionsprofil
- 320
- Bodenbohrer
- 321
- Bohrermotor
- 322
- Haltevorrichtung
- 323
- Anpressaktuator
- 324
- Halteelement
- 325
- Durchgangsöffnung
- 330
- hämmernde Traktionsplatten
- 331
- Hammeraktuator
- 340
- Kryodüsen
- 341
- Kryotank
- 400
- Untergrund
- 500
- Fahrzeug
- 510
- Längsträger
- 520
- Querträger
- 530
- Deichsel
- 540
- Anhängerkupplung
- f
- Fortbewegungsrichtung
- h
- Hubrichtung
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2606399 A1 [0005]
- CN 103434498 [0006]
