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Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung
für ein
kippbares Fahrerhaus eines Nutzkraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Verriegelungseinrichtung
ist beispielsweise aus
DE
30 16 545 C3 bekannt. Bei dieser Einrichtung liegt das
Fahrerhaus auf einem fahrgestellseitigen, federnd gelagerten Auflager
auf. In dem Auflager ist das Schloss als ein Verriegelungselement
einer Verriegelungseinrichtung vorgesehen. In dieses Schloss greift
eine Falle als Gegen-Verriegelungselement
von dem Fahrerhaus aus ein. Bei verriegelter Verriegelungseinrichtung
bewirkt ein in dem Auflager gelagerter Verschließbolzen als weiteres Verriegelungselement
eine Verriegelung der Falle in dem Schloss. Zum Öffnen der Verriegelungseinrichtung
wird der Schließbolzen
in eine Entriegelungsposition verlagert. Die lagemäßige Zuordnung
zwischen Schließbolzen
und Falle wird durch die Lage des Fahrerhauses auf dem Auflager
bestimmt. Dies bedeutet, dass die Schließtoleranzen nicht ausschließlich von
einer gegenseitigen Zuordnung der einzelnen Verriegelungselemente
der Verriegelungseinrichtung bestimmt wird, sondern zusätzlich auch noch
von der Zuordnung zwischen Fahrerhaus und Auflager. Hierdurch lassen
sich keine definiert engen Schließspiele einhalten. Darüber hinaus
ist bei jener Verriegelungs-/Auflagereinrichtung
keine Relativbewegung zwischen Auflager und Fahrerhaus möglich. Eine
solche Relativbewegung wird in der Praxis jedoch gewünscht, um
Schwingungen des Fahrerhauses möglichst
verzwängungsfrei
auch dann auf das Auflager übertragen
zu können,
wenn die Auflagerebene des Fahrerhauses gegenüber der Fahrgestellebene von
einer Parallelverschiebung abweichende Schwenkbewegungen durchführt oder
wenn beispielsweise im Fahrbetrieb Fahrerhaustorsionen auftreten.
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Die Erfindung beschäftigt sich
bei einer gattungsgemäßen Verriegelungseinrichtung
mit dem Problem, eine möglichst
spielfrei schließende
Verriegelungseinrichtung zu schaffen, wobei diese Einrichtung darüber hinaus
Drehbewegungen zwischen dem Fahrerhaus und dem fahrgestellseitigen
Auflager ermöglichen
soll.
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Gelöst wird dieses Problem durch
eine gattungsgemäße Verriegelungseinrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Zweckmäßige konstruktive Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken,
die Verriegelungseinrichtung als zum Kippen des Fahrerhauses trennbares
Kugelgelenk auszubilden. Die Kraftübertragung zwischen dem Fahrerhaus
und dem fahrgestellseitigen Auflager kann durch die erfindungsgemäße Ausführung direkt über die
Verriegelungseinrichtung erfolgen, das heißt das Auflager wird direkt
von einem der Verriegelungselemente, nämlich Schloss oder Falle, gebildet.
Dadurch sind definiert enge Schließspiele möglich, da das Schließspiel nicht
zusätzlich
von Toleranzen beeinflusst wird, die bei einer Auflage des Fahrerhauses
außerhalb
der Schließeinrichtung
noch zusätzlich
auftreten bzw. bei der Auslegung des Schließspiels der Verriegelungseinrichtung
zu beachten sind. Durch ein erfindungsgemäß erzielbares geringes Schließspiel können die
bei bisher üblichen
Verriegelungseinrichtungen im Fahrbetrieb teilweise äu ßerst störend wirkenden,
von der Verriegelungseinrichtung ausgehenden Geräusche sicher vermieden werden.
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Zum Öffnen, das heißt Entriegeln
der Verriegelungseinrichtung, kann entweder das als Kugelpfanne
ausgebildete Schloss geöffnet
werden oder die als Kugel bzw. als einzelne Kugelsegmente ausgebildete
Falle durchmessermäßig verkleinert
werden, damit Schloss und Falle voneinander trenn- und miteinander
verschließbar
sind. Eine derartige Durchmesserverkleinerung der als Kugel ausgebildeten
Falle kann besonders einfacher und vorteilhafter Weise dadurch erreicht
werden, dass lediglich ein Kugelsegment verwendet und dieses auch
in gegeneinander bewegliche Scheiben unterteilt ist. Bei diesen
Scheiben ist der Außenumfang
sphärisch
ausgebildet und übernimmt
damit die Funktion einer Kugelfläche.
Bei der Verwendung derartiger Scheibenelemente zur Erzeugung eines
Kugelsegmentes kann die erforderliche Durchmesserverkleinerung auf
einfache Weise durch ein gegenseitiges Verschwenken der auf dem
Umfang Kreisform besitzenden Scheiben um eine außerhalb der Scheibenkreisflächen liegenden
Achse erreicht werden.
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Innerhalb der Verriegelungseinrichtung
sind erfindungsgemäß Federn,
Führungs-
und Arretiermittel vorgesehen, um beim Ver- und Entriegeln die erforderliche Durchmesserveränderung
des aus gegeneinander verschwenkbaren Scheiben aufgebauten Kugelsegmentes
im wesentlichen zwangsläufig zu
erreichen.
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Weitere Vorteile und besondere Ausgestaltungen
der Erfindung lassen sich einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
entnehmen.
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In der Zeichnung
zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung mit einem
fahrerhausseitigen oberen Bauelement mit der Falle der Verriegelungseinrichtung
und einem unteren fahrgestellseitigen Bauelement mit dem Schloss
der Verriegelungseinrichtung,
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2 eine
perspektivische Ansicht auf das obere, fahrerhausseitige Bauelement
der Verriegelungseinrichtung nach 1,
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3 eine
Ansicht auf die Verriegelungseinrichtung nach 2,
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4 eine
erste Seitenansicht zu der Einrichtung nach 3,
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5 eine
zweite Seitenansicht zu der Einrichtung nach 3,
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6 einen
Schnitt durch die Verriegelungseinrichtung nach Linie VI-VI in 3,
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7 eine
Draufsicht auf die Einrichtung nach 3,
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8 eine
Draufsicht auf die Einrichtung nach den 1, 3 entsprechend
einer Darstellung in 7 mit
im Unterschied zu der Darstellung in 7 geöffneter
Verriegelungseinrichtung,
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9 einen
Schnitt durch die Einrichtung nach Linie IX-IX in 8,
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10 einen
Schnitt durch die Einrichtung Linie X-X in 8,
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11 eine
schematische Darstellung der vorderen und hinteren Lager eines Fahrerhauses.
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Die Verriegelungseinrichtung umfasst
zwei miteinander verbind- und lösbare
Bauelementgruppen 1 und 2, von denen die Bauelementgruppe 1 das Verriegelungs-Schloss 3 und
die Bauelementgruppe 2 die Verriegelungs-Falle 4 umfasst
(1). In der Bauelementgruppe 1 wird
das Schloss 3 über
eine Schraubenfeder 5 sowie ein Dämpfungselement 6 mit
dem Fahrgestell eines Nutzfahrzeuges verbunden. Die in der Bauelementgruppe 2 enthaltene
Falle 4 ist über
die Bauelementgruppe 1 mit dem – mit dem Fahrgestell zusammenwirkenden – Fahrerhaus
des Nutzfahrzeuges verbunden.
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Wie aus 10 ersichtlich, ist das Schloss 3 als
Kugelpfanne 7 ausgeführt.
Dabei ist die Kugelpfanne 7 derart ausgebildet, dass sie
mehr als lediglich eine Halbschale umfasst, das heißt sie ist
derart ausgebildet, dass eine in ihr gelagerte Kugel an einem Austritt
durch die Öffnung
der Kugelpfanne 3 gehindert ist. In anderen Worten ausgedrückt besitzt
die Öffnung
der Kugelpfanne 7 mit Bezug auf den Mittelpunkt der Kugelpfanne 7 einen Öffnungswinkel α von weniger
als 180 Winkelgrad.
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Die Falle 4 ist als Kugelsegment
mit einer sphärischen,
der Kugelpfanne 7 angepassten Umfangsfläche versehen und bezüglich ihres
Außenumfanges
derart größenmäßig veränderbar,
dass einerseits eine im Verriegelungszustand lösesichere drehbare Lagerung
innerhalb der Kugelpfanne 7 möglich ist und andererseits
zum Zwecke der Entriegelung auch ein Herausnehmen aus der Kugelpfanne 7.
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Um eine solche Größenveränderung bei den sphärischen
Außenabmessungen
der Falle 4 erreichen zu können, ist diese aus zwei gegeneinander parallel
verschiebbaren, aneinanderliegenden Scheiben, nämlich einer ersten Scheibe 8 und
einer zweiten Scheibe 9 zusammengesetzt. Der grundsätzliche Aufbau
dieser Scheiben 8, 9 und deren Funktion als Falle 4 ist
ausgehend von der Darstellung in 2 am
besten zu verstehen.
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Die die Falle bildenden Scheiben 8 und 9 sind
gegeneinander schwenkbar in einer nachstehend noch näher erläuterten
Weise gelagert und derart federbeaufschlagt, dass sie im Entriegelungszustand
aufeinander zu für
eine Außendurchmesserverkleinerung
geschwenkt und bei verriegeltem Zustand voneinander weg für eine lösesichere
Anlage in der Kugelpfanne 7 gespannt sind.
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Im verriegelten Zustand bewirkt ein
lösbarer Riegel 10 die
Verriegelung.
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Das Maß der jeweiligen Verschwenkung
der beiden Scheiben 8 und 9 gegeneinander wird
von einer Steuereinrichtung 11 bestimmt, deren Funktion nachfolgend
noch näher
beschrieben werden wird. Grundsätzlich
sorgt diese Steuereinrichtung 11 dafür, dass im entriegelten Zustand
ein Zusammenschieben der Scheiben 8 und 9 in einen
Lösezustand
bewirkt und bei vollständig
geöffneter
Entriegelungseinrichtung dauerhaft gehalten wird. Im Verriegelungszustand
ermöglicht
diese Führungseinrichtung 11 dagegen
ein durch Federn bewirktes Auseinanderfahren der Scheiben 8 und 9 in
eine Lösesicherungsposition.
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Anhand der vorstehenden Beschreibung
ist die grundsätzliche
Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung
bereits vollständig
dargelegt worden. Die nachstehenden Erläuterungen dienen lediglich
dazu, die speziellen konstruktiven Details des gezeichneten Ausführungsbeispieles
der Vollständigkeit
halber ebenfalls noch herauszustellen.
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Schwenkmechanismus der
die Falle bildenden Scheiben 8, 9
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Die beiden Scheiben 8 und 9 sind
schwenkbar in einer Achse 12 gelagert, wobei zwischen den Scheiben 8 und 9 eine
Führung über eine
Nut 13 in der Scheibe 8 und einen in diese Nut 13 eingreifenden
Bolzen 14 der Scheibe 9 vorgesehen ist. Eine zwischen
den Scheiben 8 und 9 gespannte Zugfeder 15 versucht, die
Scheiben 8, 9 in eine aufeinander zu gehende Position
zu verschwenken, das heißt
in die Löseposition
dieser Scheiben 8, 9.
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Steuereinrichtung
für die
Scheiben der Verriegelungs-Falle
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Die Führungseinrichtung 11 umfasst
ein Rahmengestell mit zwei beabstandet parallel zueinander angeordneten
Kulissenscheiben, nämlich
einer der Scheibe 8 zugeordneten Kulissenscheibe 8' und einer der
Scheibe 9 zugeordneten Kulissenscheibe 9'. In jeder der
beiden Kulissenscheiben 8', 9' ist eine Führungsbahn 16 vorgesehen.
In diese Führungsbahnen 16 greift
jeweils ein an jeder der beiden Scheiben 8, 9 angeordneter
Führungsstift 17 ein.
Die Führungseinrichtung 11 ist
insgesamt in der Bauelementgruppe 2 vertikal verschiebbar
gelagert und über
eine Zugfeder 18 mit den Scheiben 8, 9 verbunden.
Die Zugfeder 18 sorgt bei entriegelter Verriegelungseinrichtung
dafür,
dass die Führungseinrichtung 11 in
eine dem Mittelpunkt der sphärischen
Bereiche der Scheiben 8, 9 nächstkommende Position verlagert
wird. In dieser Position greift der in 3 gestrichelt gezeichnete Bahnbereich
der Führungsbahn 16 an
den Führungsstiften 17 der
Scheiben 8, 9 der Falle 4 an. In dieser
Bahnposition sind die Scheiben 8, 9 zwangsweise
in einer weitestgehend aufeinandergeschobenen Position, das heißt in der
Löseposition,
arretiert. Beim Schließen
der Verriegelungseinrichtung setzen sich die Kulissenscheiben 8', 9' auf den oberen
Rand der Kugelpfanne 7 auf (1). Ein
solches Aufsetzen erfolgt in einer Anfangsphase des Schließvorganges.
Bei Fortsetzung des Schließvorganges
wird die Führungseinrichtung 11 nach
vertikal oben verschoben, wodurch die Führungsstifte 17 in
einen Bahnabschnitt der Führungsbahn 16 der Kulissenscheiben 8, 9 gelangen,
der demjenigen entspricht, der in 3 dem
dort sichtbaren Führungsstift 17 zugeordnet
ist. Bei dieser Zuordnung von Führungsstift 17 und
Führungsbahn 16 bewegen
sich die Scheiben 8, 9 unter der Kraft der Feder 15 in
ihre nach außen
ausgefahrene Position, das heißt
in ihre Verriegelungsposition. In der eingenommenen Verriegelungsposition,
die in 2 dargestellt
ist, kann eine Verriegelung durch den Riegel 10 erfolgen.
In der Verriegelungsposition greift dieser Riegel 10 in Verriegelungsnuten
beider Scheiben 8, 9 ein (1, 2).
Der Riegel 10 besitzt einen Betätigungsmechanismus, auf den – obwohl
im Einzelnen gezeichnet – hier nicht
näher eingegangen
werden soll.
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In 11 ist
schematisch die Verteilung der Lager eingetragen, über die
ein Fahrerhaus auf dem Fahrgestell gelagert ist. Der Pfeil F deutet
die Fahrtrichtung an, in der sich das Fahrerhaus bewegt. Die vordern
Schwenklager, um die das Fahrerhaus gekippt werden kann, sind mit 19 bezeichnet.
Die hinteren Verriegelungslager sind mit 20 als Bezugszeichen
belegt. Die aus der strichpunktierten Darstellung der hinteren Lager 20 erkennbare
Winkellage der strichpunktierten Linien deutet die Ausrichtung der
Achse 12 in der Falle 4 der jeweiligen Verriegelungseinrichtung
an. Durch diese sich kreuzende Winkellage der Achsen 12 sind
in der Achse 12 keine Querschiebebewegungen des Fahrerhauses übertragbar.
Hierdurch können
durch einen entsprechenden Einbau der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtungen
bisher übliche
Quersicherungsmaßnahmen
für Querverschiebungen
des Fahrerhauses gegenüber
dem Fahrgestell eingespart werden. Dies stellt einen zusätzlichen
Vorteil der Erfindung dar.