DE3540666C2 - Vorrichtung zum lotrechten Ausrichten der Hochachse eines mit einem Untergestell dreh- und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lotrechten Ausrichten der Hochachse eines mit einem Untergestell dreh- und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus, bei­ spielsweise eines Rettungsgeräts mit Drehleiter, Teles­ kop- oder Knickmast gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung der vorgenannten Art mit zwei in­ einanderliegenden, zwischen dem drehbaren Aufbau und dem Untergestell angeordneten und sowohl gleich- als auch gegensinnig antreibbaren ringartigen Ausgleichs­ vorrichtungen ist beispielsweise aus DE 23 57 470 A1, insbesondere Fig. 9 samt zugehöriger Beschreibungs­ teile, bekannt. Mit Hilfe der ringförmigen Ausgleichs­ körper kann beispielsweise bei einem auf einer schiefen Ebene stehenden Drehleiterfahrzeug die Hochachse des Drehgestells lotrecht ausgerichtet werden, indem die beiden ringförmigen Ausgleichskörper aus ihrer Ruhe­ stellung relativ zueinander durch besondere Antriebs­ einrichtungen verdreht werden.

Eine diesbezügliche Antriebseinrichtung der oberen der beiden Ausgleichsvorrichtungen ist in bekannter Aus­ führungsform auf dem Fahrzeuguntergestell befestigt und als Drehantrieb mit einem (dritten) Ritzel ausge­ stattet, welches in ein Hohlzahnrad eingreift, das seinerseits mit einem schrägstehenden Zahnrad der obe­ ren Ausgleichsvorrichtung kämmt. Das Hohlzahnrad ist hierbei konzentrisch innerhalb der unteren Ausgleichs­ vorrichtung angeordnet und drehbar durch ein radial äußeres Wälzlager an einem Innenflansch des unteren Ausgleichskörpers abgestützt. Aufgrund des vorgenann­ ten Hohlzahnrades und des in dieses eingreifenden Zahn­ rades sowie des vorgenannten Wälzlagers ergeben sich relativ hohe Fertigungskosten und eine vergleichsweise hohe Bau­ höhe der Ausrichtvorrichtung. Um beispielsweise eine obere Drehleiter des drehbaren Aufbaus an einem (Ret­ tungs-)Einsatzort zu positionieren, müssen insgesamt vier addierte Zahnspiele der Antriebsvorrichtungen über­ wunden werden. Aus diesem Grunde kann eine ausgefahrene Drehleiter nur ungenau am Einsatzort angelegt bzw. posi­ tioniert werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum lotrechten Ausrichten der Hochachse eines mit einem Untergestell dreh- und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus der eingangs genannten Art, die einfach und kom­ pakt aufgebaut ist und sich insbesondere durch eine nie­ drige Bauhöhe auszeichnet.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 ange­ gebenen Merkmale.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 8.

Wesensmerkmal der Erfindung ist mithin eine besondere Drehantriebsvorrichtung zwischen Untergestell und der oberen Ausgleichsvorrichtung unter Verwendung eines be­ sonderen (dritten) Ritzels, welches direkt in einem (dritten) Hohlzahnring der oberen Ausgleichsvorrichtung kämmt, wobei das Ritzel im Axialschnitt konvexe Zahnform besitzt und die Zähne des Ritzels in Axialerstreckung vergleichsweise lang sind, um eine maximale Schräge zwi­ schen den beiden Ausgleichsvorrichtungen bei einer Rela­ tivdrehung derselben einstellen zu können. Durch die Er­ findung ist mithin das bekannte Hohlzahnrad mit kämmendem Zahnrad und abstützendem Wälzlager ersetzt durch den dritten Hohlzahnring der oberen Ausgleichsvorrichtung, der direkt mit dem dritten Ritzel kämmt. Im Ergebnis bedeutet dies in der Anzahl weniger und insbesondere weniger komplizierte Bauteile bei geringerer Bauhöhe der Vorrichtung im Vergleich zur eingangs beschriebe­ nen bekannten Ausrichtvorrichtung. Gleichzeitig sieht der Drehantrieb ein Zahnspiel weniger vor, wodurch ein genaueres Positionieren der Drehleiter bzw. des Rettungs­ geräts möglich ist.

Trotz der konkaven Zahnform des dritten Ritzels und der vergleichsweise großen Zahnlänge kann in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung das dritte Ritzel vollstän­ dig innerhalb der unteren keilringartigen Ausgleichsvor­ richtung angeordnet werden.

Jedem Hohlzahnring ist insbesondere ein radial äußeres Traglager zugeordnet, das in etwa in gleicher Höhe des Rings liegt. Dadurch ergeben sich besonders gute Ab­ stützungs- und Drehmomentübertragungsverhältnisse bei vergleichsweise schlankem Aufbau von Einzelteilen.

Bevorzugt ist nur der dritte Hohlzahnring als separates Bauteil vorgesehen, welcher mittels versenkter Dehnschrau­ ben umfangsmäßig mit der Schrägunterseite des oberen Aus­ gleichskörpers drehfest verbunden ist, während erster und zweiter Hohlzahnring einstückige Bestandteile des unteren bzw. oberen Ausgleichskörpers sind. Dadurch wird den unterschiedlichen Übertragungskräften der drei Dreh­ antriebe Rechnung getragen: erster und zweiter Hohlzahn­ ring samt zugehöriger Ritzel werden im Betrieb nur wenig beansprucht. Insofern kann der entsprechende Antrieb schwächer ausgelegt werden. Nennenswert belastet und mithin verschleißgefährdet ist allenfalls der dritte Hohlzahnring. Insofern ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser als separates Bauteil vorgesehen ist und gegebenenfalls ausgewechselt werden kann. Bei der ein­ gangs diskutierten bekannten Vorrichtung waren zusätz­ lich noch das Hohlzahnrad mit zugeordnetem Wälzlager und das zugehörige Zahnrad der oberen Ausgleichsvor­ richtung gefährdet, die erfindungsgemäß nicht mehr vorhanden sind und letztlich zu einer Reduzierung der Fertigungskosten um ca. 30% beitragen sowie eine Ein­ sparung von Gewicht und eine Verbesserung des Getriebe­ wirkungsgrades besorgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels im Vergleich zu einer bekannten Ausrichtvor­ richtung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Ausrichtvorrichtung für ein besseres Verständnis der Erfindung,

Fig. 2 die Erfindung in konstruktiver Einzelheit, und

Fig. 3 einen der Fig. 2 ähnlichen Vertikalschnitt durch eine bekannte gattungsgemäße Ausrichtvorrichtung.

Die Prinzipskizze gemäß Fig. 1 veranschaulicht eine Vor­ richtung (1) zum lotrechten Ausrichten der Hochachse (2) eines mit einem Untergestell (3) dreh- und neigungsver­ stellbar verbundenen Aufbaus (4), der im gezeigten Aus­ führungsbeispiel ortsfest ist, alternativ aber auch ein Fahrzeug sein kann. Der drehbare Aufbau (4) stützt eine ausfahrbare Drehleiter (5) ab. Um auf schiefem Untergrund bei einer Schrägstellung des Untergestells (3) eine lot­ rechte Hochachse (2) auszurichten, können Ausgleichsvor­ richtungen (6, 7) sowie der Aufbau (4), die sämtlich kon­ zentrisch ineinanderliegen und gegenseitig durch Wälzlager abgestützt sind, relativ zueinander verdreht werden. Hier­ bei wird bei einer Drehung des äußeren ringförmigen Aus­ gleichskörpers (7) relativ zum drehfesten Untergestell (3) sowie bei einer Drehung des inneren ringförmigen Aus­ gleichskörpers (6) relativ zum inneren Drehleiteraufbau (4) die Hochachse (2) und mithin die Drehleiter (5) nur gedreht, während bei einer Relativdrehung zwischen den beiden Ausgleichskörpern (6, 7) aufgrund der Schrägan­ ordnung des dazwischenliegenden Wälzlagers die Hochachse (2) in der Neigung (α) verändert werden kann.

Der Antrieb des äußeren Ausgleichskörpers (7) erfolgt durch einen untergestellfesten unteren Drehantrieb (8), der Antrieb des inneren Ausgleichskörpers (6) durch den unteren untergestellfesten Drehantrieb (14) und der An­ trieb des drehbaren Aufbaus (4) bezüglich des inneren Ausgleichskörpers (6) durch den aufbaufesten Drehantrieb (11).

Im besonderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung (1) sind gemäß Fig. 2 ein ringförmi­ ges Untergestell (3) sowie ein dreh- und neigungsverstell­ bar angeordneter ringförmiger Aufbau (4) in etwa gleicher Konfiguration vorgesehen. Im Untergestell (3) ist eine untere keilringartige Ausgleichsvorrichtung (7) konzen­ trisch angeordnet und durch ein Wälzlager (19) am Unter­ gestell (3) abgestützt. Entsprechend stützt sich der drehbare Aufbau (4) über ein Wälzlager (20) an einer oberen keilringartigen Ausgleichsvorrichtung (6) ab, die ihrerseits über ein schräg angeordnetes Wälzlager (21) an der unteren keilringartigen Ausgleichsvorrich­ tung (7) abgestützt ist.

Die untere Ausgleichsvorrichtung (7) besitzt in Axialhöhe des Wälzlagers (19) einen integrierten inneren ersten Hohlzahnring (10), welcher mit einem ersten Ritzel (9) des untergestellfesten Drehantriebs (8) kämmt und mithin die untere Ausgleichsvorrichtung (7) relativ zum Unter­ gestell (3) gedreht werden kann.

Wie die untere Ausgleichsvorrichtung (7), so besitzt auch die obere Ausgleichsvorrichtung (6) in Höhe des zugeord­ neten Wälzlagers (20) einen inneren integrierten zweiten Hohlzahnring (13), der mit einem zweiten Ritzel (12) des zweiten aufbaufesten Drehantriebs (11) kämmt, und mithin der Aufbau (4) relativ zur oberen Ausgleichsvorrichtung (6) um die Hochachse (2) gedreht werden kann.

Für den Antrieb der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) ist der dritte untergestellfeste Drehantrieb (14) vorgesehen, dessen antreibendes drittes Ritzel (15) vollständig inner­ halb der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) angeordnet ist und wesensbestimmend für die Erfindung direkt mit einem dritten Hohlzahnring (17) kämmt, welcher an der Schräg­ unterseite (16) der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) über umfangsmäßig gleich verteilte versenkte Dehnschrauben (23) befestigt ist, wobei der dritte Hohlzahnring ebenfalls innerhalb der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) angeord­ net und über ein schräges Wälzlager (21) an letzterer drehbar abgestützt ist. Auch das schräge Wälzlager (21) befindet sich in etwa in der Axialhöhe der Zähne des dritten Hohlzahnrings (17).

Wesensbestimmend für die Erfindung ist ferner die gemäß Fig. 2 konvexe Zahnform (18) des dritten Ritzels (15) im Axialschnitt sowie eine deutliche Axialerstreckung (l) der Ritzelzähne entsprechend der maximal einstellbaren Schräge (2α) zwischen den beiden relativ zueinander drehbaren Ausgleichsvorrichtungen (6 und 7).

Die Drehantriebe (8 und 14) gemäß Fig. 2 besitzen parallel zueinander verlaufende Antriebsachsen, die sich ihrerseits parallel zur zentralen Drehachse des unteren Ausgleichs­ körpers (7) erstrecken. Die Antriebsachse des aufbaufesten oberen Drehantriebs (11) weist eine Antriebsachse auf, welche parallel zur Hochachse (2) des drehbaren Aufbaus (4) verläuft.

Im Vergleich zur Erfindung gemäß Fig. 2 besitzt der bekannte untergestellfeste Drehantrieb (14) gemäß Fig. 3 ein vergleichsweise schmales Ritzel (15′), welches in einem Hohlrad (26) kämmt, das seinerseits drehbar über ein zusätzliches Wälzlager (22) an der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) abgestützt ist. In die verlängerten Zähne des Hohlrades greift fer­ ner ein inneres schräges Zahnrad (27) ein, das über Schrauben (28) mit der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) verbunden ist. Die Zähne des Zahnrades (27) sowie der obere Axialflansch des Hohlrades (26) haben im Betrieb genügend Freiraum durch eine untere ringförmige Ausneh­ mung (29) der oberen Ausgleichsvorrichtung (6).

Ersichtlich sind bei der bekannten Ausrichtvorrichtung gemäß Fig. 3 mehr Einzelteile für einen Drehantrieb der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) im Vergleich zur Erfin­ dung gemäß Fig. 2 vorgesehen, nämlich das zusätzliche Wälzlager (22), das Hohlrad (26) und das Zahnrad (27). Zudem ist für den Drehantrieb der oberen Ausgleichsvor­ richtung (6) ein zusätzliches Zahnspiel zwischen dem Zahnrad (27) und dem Hohlrad (26) vorgesehen, welches die Genauigkeit eines Positionierens einer oberen Dreh­ leiter (5) auf dem Aufbau (4) beeinträchtigt. Ferner zeigt ein Vergleich, daß aufgrund der bekannten Ausnehmung (29) an der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) sowie aufgrund des vergleichsweise geringen mittleren Zahndurchmessers des Zahnrades (27) nur vergleichsweise geringe Drehmomente bei der bekannten Vorrichtung übertragen werden können bzw. das Hohlrad (26), das Zahnrad (27) sowie die obere Aus­ gleichsvorrichtung (6) nach der bekannten Ausrichtvor­ richtung im Betrieb hochbeansprucht und mithin verschleiß­ anfällig sind. Schließlich zeigt ein Vergleich, daß die Erfindung in vorteilhafter Weitergestaltung integriert ausgebildete innere Zahnkränze bei den Ausgleichsvor­ richtungen (6 und 7) benutzt, während hierfür beim Stand der Technik separate Bauteile vorgesehen sind. Letzt­ genannte beide Antriebe können nämlich vergleichs­ weise schwach ausgelegt werden, während der dritte Dreh­ antrieb (14) stabil sein muß.

Alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale für sich oder in sinnvoller Kombination sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung (1) zum lotrechten Ausrichten der Hoch­ achse (2) eines mit einem Untergestell (3) dreh­ und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus (4), beispielsweise eines Rettungsgeräts mit Drehlei­ ter (5), Teleskop- oder Knickmast, mit zwei über­ einanderliegenden, zwischen dem drehbaren Aufbau (4) und dem Untergestell (3) angeordneten und so­ wohl gleich- als auch gegensinnig antreibbaren keilringartigen Ausgleichsvorrichtungen (6, 7), wobei ein erster untergestellfester Drehantrieb (8) über ein erstes Ritzel (9) in einem ersten Hohlzahnring (10) der unteren drehbaren Ausgleichs­ vorrichtung (7) antreibend eingreift, ein zweiter aufbaufester Drehantrieb (11) über ein zweites Ritzel (12) in einem zweiten Hohlzahnring (13) der oberen drehbaren Ausgleichsvorrichtung (6) antrei­ bend eingreift und ein dritter untergestellfester Drehantrieb (14) über ein drittes Ritzel (15) in einer Drehantriebsverbindung mit der oberen Aus­ gleichsvorrichtung (6) steht, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehantriebsverbindung durch einen drehfest mit der Schrägunterseite (16) der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) verbundenen dritten Hohl­ zahnring (17) gebildet ist, der mit dem dritten Ritzel (15) kämmt, wobei das dritte Ritzel (15) im Axialschnitt konvexe Zahnform (18) und eine Axialerstreckung (l) der Zähne entsprechend der maximal einstellbaren Schräge (2α) zwischen den beiden Ausgleichsvorrichtungen (6, 7) besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das dritte Ritzel (15) innerhalb der un­ teren Ausgleichsvorrichtung (7) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dritte Ritzel (15) und der dritte Hohlzahnring (17) geradverzahnt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß jedem Hohlzahnring (10, 13, 17) ein radial äußeres Traglager (19, 20, 21) im wesentlichen in gleicher Höhe zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Hohl­ zahnring (10 bzw. 13) einstückige Bestandteile des unteren bzw. oberen Ausgleichskörpers (7 bzw. 6) sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der dritte Hohlzahnring (17) mittels versenkter Dehnschrauben (23) umfangs­ mäßig mit der Schrägunterseite (16) des oberen Aus­ gleichskörpers (6) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ritzel (15) und der dritte Hohlzahnring (17) aus hochfestem Material gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Traglager (19, 20, 21) als Axial-Wälzlager ausgebildet sind.