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Die Erfindung betrifft einen als Innenlader ausgebildeter Sattelauflieger, umfassend einen in Fahrzeug-Längsausrichtung gerichteten, U-förmigen Fahrzeugrahmen, dessen beide in Kastenbauweise ausgeführte U-Schenkel Einzelradschwingen mit daran gelagerten Fahrzeugrädern in einer spiegelsymmetrischen Anordnung tragen, wobei die Einzelradschwingen jeweils über einen Lagerbolzen an dem U-Schenkel schwenkbar gelagert sind.
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Ein Innenlader der im Oberbegriff beschriebenen Art ist aus
DE 35 07 587 A1 der Anmelderin bekannt. Die Einzelradschwingen sitzen unter Längsgurten der U-Schenkel und sind dort jeweils über eine kraftschlüssige Verbindung an dem U-Schenkel befestigt. Zu diesem Zweck weist die kraftschlüssige Verbindung zwei massive, schwere Eisenplatten auf, welche übereinander gelegt mit acht großdimensionierten Schrauben zusammen verschraubt sind. Die Eisenplatten mitbestimmen das Gesamtgewicht des Fahrzeugrahmens und darüber hinaus der Gesamtkonstruktion des Innenladers. Da das zulässige Gesamtgewicht von Fahrzeugen gesetzlichen Bestimmungen unterliegt, verringert sich durch ein hohes Eigengewicht die für das Fahrzeug zulässige Nutzlast.
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Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Innenlader der eingangs genannten Art mit einem verringerten Eigengewicht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Innenladers vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe ist bei einem als Sattelauflieger ausgebildeten, gattungsgemäßen Innenlader durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche weisen auf vorteilhafte Ausführungen hin.
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Von großem Vorteil der Erfindung ist, dass auf die großdimensionierten und damit entsprechend schweren Eisenplatten am Fahrzeugrahmen verzichtet werden kann. Die über die Einzelradschwingen eingebrachte Last wird nicht über zusätzliche Koppelelemente, nämlich die genannten Eisenplatten, in den Fahrzeugrahmen eingebracht, sondern kann vielmehr unmittelbar über die erfindungsgemäße Achslagerung in den Fahrzeugrahmen eingeleitet werden.
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Eine erste Ausführungsform sieht vor, die Öffnungen bzw. Lagerbuchsen für den Lagerbolzen des Schwingengelenks direkt in den U-Schenkel des Fahrzeugrahmens zu integrieren. Zur Stabilisierung der auf diese Weise ausgebildeten Achslagerung können zusätzliche in den Fahrzeugrahmen integrierte Verstärkungselemente vorgesehen sein, beispielsweise eine auf einer vertikalen Seitenwand des U-Schenkels aufliegende Versteifungsplatte und/oder wenigstens ein zwischen den beiden Seitenwänden des U-Schenkels angeordneter Abstandshalter vorgesehen. Wesentlich ist, dass die beiden Öffnungen bzw. Lagerbuchsen miteinander fluchten, so dass ein in die Lagerbuchsen einzusetzender Lagerbolzen widerstandsarm montierbar ist. Durch die Integration der Achslagerung in den Fahrzeugrahmen reduziert sich das Gesamtgewicht im Vergleich zur als Stand der Technik bekannten Konstruktion erheblich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die U-Schenkel des Fahrzeugrahmens vormontierte Baugruppen in Form von Achslagerungssegmenten. Dabei bilden die Achslagerungssegmente tragende Teile des Fahrzeugrahmens aus, sind aber zunächst unabhängig vom übrigen U-Schenkel des Fahrzeugrahmens separat gefertigt worden.
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Hintergrund ist, dass die beiden Öffnungen zur Aufnahme des Lagerbolzens, welcher eine Einzelradschwinge an den Fahrzeugrahmen koppelt, exakt miteinander koinzidieren müssen, damit der Lagerbolzen sich leicht und spannungsfrei montieren lässt. Es ist jedoch schwierig, einen eher großdimensionierten Fahrzeugrahmen nach dem Zusammenschweißen mit einem Bohrwerk zu bearbeiten und die beiden Öffnungen für die Lagerbuchsen in einem Bohrungsvorgang einzubringen. Ebenso ist es schwierig, die beiden Öffnungen zunächst in die Einzelteile des Fahrzeugrahmens einzubringen und dann den Fahrzeugrahmen zusammenzuschweißen. Dabei ist mit Schweißverzug und sonstigen Ungenauigkeiten zu rechnen.
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Besonders voreilhaft ist es deshalb, wenn die einzelnen Achslagerungssegmente bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform zunächst als Baugruppe, insbesondere als Schweißbaugruppe, vorgefertigt werden. Dabei können die Bauteile dieser Baugruppe bereits vorgebohrte Öffnungen zur späteren Aufnahme der Lagerbuchsen enthalten. Nach Herstellung dieser Baugruppe kann das Gesamtteil bei Bedarf auf einem relativ kleinen Bohrwerk nachbearbeitet bzw. ausgespindelt werden, so dass die Öffnungen für die Lagerbuchsen nach diesem Arbeitsgang exakt koaxial zueinander angeordnet sind.
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Soweit die Bauteile der vorgefertigten Baugruppe keine Vorbohrungen aufweisen, kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Öffnungen gemeinsam und insgesamt nach Herstellung der Baugruppe in das Gesamtteil eingebracht werden.
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Die Achslagerungssegmente umfassen vorzugsweise zumindest folgende Einzelteile:
- – ein vorzugsweise ebenes, Trägerelement mit einer ersten, darin integrierten, Lagerbuchse,
- – ein dem Trägerelement gegenüber liegendes Plattenelement mit einer zweiten, in das Plattenelement integrierten, Lagerbuchse,
- – wenigstens eine sich zwischen dem Trägerelement und dem Plattenelement erstreckenden, vorzugsweise ebene, Querplatte, welche in eingebauten Zustand der Baugruppe quer zur Fahrzeug-Längsausrichtung angeordnet ist,
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Es ist vorteilhaft, weitere Verstärkungselemente, beispielsweise eine auf dem Trägerelement aufliegende Verstärkungsplatte, vorzusehen, die beispielsweise der Einhaltung eines Sicherheitsabstandes zwischen den Lagerbuchsen dienen und/oder den Schweißverzug durch Wärmeableitung reduzieren können.
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Die Baugruppe kann wenigstens teilweise aus folgenden Materialien gefertigt sein:
- – aus Metall, insbesondere Leichtmetall und dessen Legierungen,
- – aus Hochleistungskunststoffen, wie Polycarbonat bzw. Verbundstoffen, wie carbonfaserverstärkter Kunststoff (GFK)
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Die Verbindung der Baugruppen-Einzelteil miteinander kann beispielsweise durch einen Schweißvorgang erfolgen, welcher beispielsweise mit sogenanntem Pilgerschrittschweißen verwirklicht werden kann.
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Die Achslagerungssegmente können mit dem Fahrzeugrahmen vernietet, verschweißt oder verklebt werden. Auch eine kombinierte Verbindung ist möglich.
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Falls Aluminium- oder Kunststoffplatten gewählt werden, die mit Stahlblechen des Fahrzeugrahmen-U-Schenkels dauerhaft verbunden werden sollen, bietet sich ein Fügeverfahren an. Beispielsweise kann die erste Verstärkungsplatte aus CFK-Material ganzflächig mit einer Seitenwand des Fahrzeugrahmens verklebt sein. Zur Verklebung kann beispielsweise ein 2-Komponenten-Konstruktionsklebstoff (Scotch-WeldTM; Hersteller: 3M) eingesetzt werden, welcher sich durch sehr gute Zugscher- und Schälfestigkeit, Temperatur- und Alterungsbeständigkeit auszeichnet. Der 2-Komponenten-Konstruktionsklebstoff eignet sich u. a. zum hochfesten Kleben von Metallen wie Aluminium, Edelstahl und Stahl sowie von Faserverbundwerkstoffen, wie CFK.
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Durch den Einsatz von Klebstoff können die Produktionskosten, verglichen mit den herkömmlichen mechanischen Verbindungsmethoden, z. B. Schrauben, Nieten oder Schweißen eingespart werden. Die Verklebung kann Materialkosten und Gewicht durch reduzierte Materialstärke bei gleich bleibender Kraftübertragung verringern.
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Das verkleinerte Gesamtgewicht des Innenladers gemäß Erfindung trägt zur Erhöhung der Nutzlast bei, spart Kraftstoff und hält auch die Emissionswerte in die Atmosphäre niedrig.
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Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Die Figuren zeigen:
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1 einen Innenlader in einer schematischen Seitenansicht;
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2 einen Innlader in einer schematischen Draufsicht;
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3 einen Fahrzeugrahmen des Innenladers gemäß 1, in einer schematischen perspektivischen Ansicht;
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4 eine schematische Anordnung eines ersten Achslagerkastens;
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5 den Achslagerkasten gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht;
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6 ein Achslagerungssegment vor dem Einmontieren in den Fahrzeugrahmen, in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht;
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7 das Achslagerungssegment aus 6 in einer weiteren, perspektivischen Ansicht;
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8 die Baugruppe gemäß 5, einmontiert in den Fahrzeugrahmen, in einer perspektivischen Ansicht;
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9 eine Einzelradschwinge, ebenso in einer perspektivischen Ansicht;
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10 ein vergrößertes Detail des Fahrzeugrahmens gemäß 2 und
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11 das Achslagerungssegment in einer Seitenansicht mit Blick auf das T-förmige Trägerelement.
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht näher beschriebenen Kombinationen zusammengeführt werden können
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In 1 und 2 ist ein Innenlader 100 gemäß Erfindung schematisch dargestellt, umfassend einen dreiachsigen Fahrzeugrahmen 10 mit daran befestigten, gitterartigen Bordwänden 32, an welche sich eine Frontwand 33 und eine schwenkbare Hecktür 34 anschießen. Die Hecktür 34 hat eine verriegelnde Funktion und bleibt im Fahrbetrieb verschlossen.
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Gemäß 3 ist der Fahrzeugrahmen 10 U-förmig ausgebildet und umfasst demensprechend zwei zueinander spiegelsymmetrisch angeordnete, in Fahrzeug-Längsausrichtung L verlaufende U-Schenkel 51, 52 und mehrere in seinem vorderen Bereich befindliche Querträger 29. Die U-Schenkel 51, 52 (Längsholme) sind in versteifender Kastenbauweise ausgeführt und umfassen jeweils drei Radkästen 28 zur Unterbringung von Fahrzeugrädern 18 und jeweils drei Achslagerungen 13 bzw. 13' (Einzelradaufhängungen) mit Einzelradschwingen 12.
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Wie die 3 zeigt, definieren die sich bis zum Querträger 29 erstreckenden Längsholme einen tiefen Ladungsschacht 35, welcher nahezu bis zu einer Unterkante 36 der U-Schenkels 51, 52 reicht, so dass in den Ladungsschacht 35 ein nicht dargestellter, an sich bekannter Transportboden mit einer schweren, großformatiger Ladung (vgl. 1: Glaspaket 30) untergebracht werden kann.
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Zur Beladung wird das Fahrzeug nahezu bis zur Fahrbahn abgesenkt und rückwärts unter den Transportboden gefahren. Nach Erreichen der endgültigen Ladeposition wird der Innenlader 100 mittels Luftfedern wieder in die vorbestimmte Fahrhöhe gehoben.
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Der Innenlader 100 umfasst weiterhin einen Schwenkboden 31, welcher um eine in 1 gezeigte Drehachse A schwenkbar ist. Nimmt der Schwenkboden 31 eine vertikale Lage an, kann sperriges Ladegut, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Glaspaket 30, aufgenommen werden. Im entladenen Zustand ist der Schwenkboden 31 in eine waagerechte Lage herunterschwenkbar, so dass ein sich etwa auf der Höhe der Drehachse A befindlicher Ladeboden zur Aufnahme einer anderen Ladung, beispielsweise Paletten, ausbildbar ist.
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In 4 ist die Achslagerung 13 in einer ersten Ausführungsform mit ganz schematisch angedeuteter Einzelradschwinge 12 mit Fahrzeugrad 18 gezeigt. Die Einzelradschwinge 12 ist mit ihrem Lagerbolzen 15 in koaxiale Öffnungen 14, 14' gelagert, welche an beiden Seitenwänden 37, 38 (vgl. 5), voneinander in einem Abstand D liegend, angeordnet sind. Bei der ersten Ausführungsform sind die Öffnungen 14, 14' unmittelbar in die Seitenwände 37, 38 der U-Schenkel 51, 52 eingebracht.
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Die in 5 gezeigte Achslagerung 13 weist außerdem ein an der Unterkante 36 des Langholms positioniertes, plattenförmiges Abstandselement 39, eine Querwand 40 und in die Öffnungen 14, 14' einmontierte Lagerbuchsen 16, 16' auf.
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In einer in 8 dargestellten, bevorzugte zweiten Ausführungsform ist ein Achslagerungselement 20 vorgesehen, welches eine Achslagerung 13' ausbildet. Die Öffnungen 14, 14' sind hierbei nicht unmittelbar im U-Schenkel 51, 52 eingebracht, sondern vielmehr in dem Achslagerungssegment 20, welches zunächst als eine Baugruppe vorgefertigt worden ist. Das Achslagerungssegment 20 (vgl. 6 und 7) setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:
- – einem ersten, in Draufsicht auf seine Flachseite etwa T-förmigen Trägerelement 21, welches an seinem Umfang zahlreiche Öffnungen 41 zur Nietverbindung mit der Seitenwand 38 des U-Schenkels 51, 52 aufweist,
- – einem gegenüber dem Trägerelemente 21 planparallel und im besagten Abstand D angeordnetes Plattenelement 22, welches in einen gekröpften Steg 42 zur Verbindung mit der Seitenwand 37 ausläuft,
- – einer den Abstand D haltenden Querplatte 23, welche im einmontierten Zustand der Baugruppe 20 herunterhängend quer zur Fahrzeug-Längsausrichtung L angeordnet ist (in 8 nicht sichtbar),
- – einem Versteifungssteg 24, welcher senkrecht zur herunterhängenden Querplatte 23 und senkrecht zur ersten Verstärkungsplatte 21 verläuft;
- – zwei koaxial zueinander angeordneten Lagerbuchsen 16, 16'.
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Auf dem T-förmigen Trägerelement 21 ist eine etwa 5 mm dicke Verstärkungsplatte 25 und eine weitere Verstärkungsplatte 44 angeordnet. Die Verstärkungsplatte 44 geht in einen abgewinkelten Steg 26 zur Verbindung mit einem an der Unterseite des U-Schenkels 51, 52 verlaufenden Gurt 27 (vgl. 8) über.
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Die auf dem T-förmigen Trägerelement 21 aufliegenden weiteren Verstärkungsplatten 25 und die Lagerbuchse 16 bzw. 16' werden in einem Arbeitsvorgang miteinander verschweißt.
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Die 5 mm dicke Verstärkungsplatte 25 dient nicht nur als die Konstruktion verstärkendes, Element, sondern auch als zusätzlicher Abstandshalter zwischen der Einzelradschwinge 12 und dem Fahrzeugrahmen 10. Dieser Abstand bildet somit einen zusätzlichen Sicherheitsabstand und verhindert eine ungewollte Berührung zwischen der Einzelradschwinge 12 und dem Fahrzeugrahmen 10. Zur Berührung kann es insbesondere bei Kurvenfahrten infolge dabei auftretender Trägheitskräfte kommen.
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Ein weiterer Vorteil der Verstärkungsplatte 25 liegt darin, dass sie beim Zusammenschweißen der Baugruppe 20 und Verschweißen mit dem Fahrzeugrahmen 10 als wärmeableitendes Element dient, wodurch der Schweißverzug reduziert werden kann.
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Die Teile der Baugruppe 20 sind im Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben zusammengeschweißt. Zur Realisierung vordefinierter Toleranzen werden die Öffnungen 14, 14', welche die Lagerbuchsen 16, 16' aufnehmen, nach dem Zusammenschweißen gemeinsam durchgespindelt, so dass die beiden Lagerbuchsen 16, 16' zur Lagerung einer Einzelradschwinge 12 koaxial zueinander ausgerichtet sind. Das gemeinsame Durchspindeln kann beispielsweise mit einer Bohrstange oder einem anderen Spindelwerkzeug erfolgen. Erst danach wird die Baugruppe 20 in den U-Schenkel 51, 52 eingebaut.
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Die Rückseite des T-förmigen Trägerelements 21 mit der Öffnung 14 und eingesetzter Lagerbuchse 16 ist in 11 zu sehen. Aus der 11 sind vier Vorsprünge 48 zwischen Aussparungen 45 ersichtlich, die zur Zentrierung der Lagerbuchse 16 im Trägerelement 21 vor dem Schweißen dienen.
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Die Achslagerung 13' (8) entsteht durch das Verbinden eines Achslagerungselements 20 mit den Seitenwänden 37, 38 des U-Schenkels 51 (52') über umlaufende Schweißnähte 19. Verschweißt wird auch der kurze Steg 42 mit der Seitenwand 37 (Schweißnaht 43; 8). Alternativ kann auch eine Nietverbindung 17 vorgesehen sein.
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Auch in 10 ist die Einbausituation der Achslagerung 13' dargestellt. Dort ist das T-förmige Trägerelement 21 mit etwas dickerer Kontur hervorgehoben. Ferner zeigt die 10 Lagerbuchsen 16, 16', welche nach Zentrierung längs einer gemeinsamen Achse B liegen. Die Lagerbuchsen 16, 16' sind hier in versetzter Anordnung gezeigt, welche sich aus der perspektivischen Darstellung ergibt.
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Die in 9 dargestellte Einzelradschwinge 12 ist etwa dreieckig und weist ein Schwingengelenk 46 zum Einsetzen in die Achslagerung 13 bzw. 13' auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugrahmen
- 11
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- 12
- Einzelradschwinge
- 13, 13'
- Achslagerung
- 14, 14'
- Öffnung
- 15
- Lagerbolzen
- 16, 16'
- Lagerbuchse
- 17
- Nietverbindung
- 18
- Fahrzeugrad
- 19
- Schweißnaht
- 20
- Achslagerungssegment
- 21
- Trägerelement (T-förmig)
- 22
- Plattenelement
- 23
- Querplatte
- 24
- Versteifungssteg
- 25
- Verstärkungsplatte
- 26
- Steg
- 27
- Gurt
- 28
- Radkasten
- 29
- Querträger
- 30
- Glaspaket
- 31
- Schwenkboden
- 32
- Bordwand
- 33
- Frontwand
- 34
- Hecktür
- 35
- Ladungsschacht
- 36
- Unterkante
- 37, 38
- Seitenwand (v. 11)
- 39
- Abstandselement
- 40
- Querwand
- 41
- Öffnung
- 42
- Steg
- 43
- Schweißnaht
- 44
- Verstärkungsplatte
- 45
- Aussparung (11)
- 46
- Schwingengelenk
- 47
-
- 48
- Vorsprung
- 49
-
- 50
-
- 51
- U-Schenkel
- 52
- U-Schenkel
- 100
- Innenlader
- A
- Drehachse
- B
- Achse
- D
- Abstand
- L
- Fahrzeug-Längsausrichtung
- U
- Unterseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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