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Dokumentenidentifikation DE3540666C2 27.04.1995
Titel Vorrichtung zum lotrechten Ausrichten der Hochachse eines mit einem Untergestell dreh- und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus
Anmelder Iveco Magirus AG, 89079 Ulm, DE
Erfinder Keller, Paul, Dipl.-Ing. (FH), 89601 Schelklingen, DE
Vertreter ter Meer, N., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Müller, F., Dipl.-Ing., 81679 München; Steinmeister, H., Dipl.-Ing.; Wiebusch, M., 33617 Bielefeld; Urner, P., Dipl.-Phys. Ing.(grad.); Merkle, G., Dipl.-Ing. (FH), Pat.-Anwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 16.11.1985
DE-Aktenzeichen 3540666
Offenlegungstag 21.05.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1995
IPC-Hauptklasse B62D 33/08
IPC-Nebenklasse B60P 3/28   B60P 1/54   E04G 1/22   

Beschreibung[de]

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

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

Eine diesbezügliche Antriebseinrichtung der oberen der beiden Ausgleichsvorrichtungen ist in bekannter Ausführungsform auf dem Fahrzeuguntergestell befestigt und als Drehantrieb mit einem (dritten) Ritzel ausgestattet, welches in ein Hohlzahnrad eingreift, das seinerseits mit einem schrägstehenden Zahnrad der oberen Ausgleichsvorrichtung kämmt. Das Hohlzahnrad ist hierbei konzentrisch innerhalb der unteren Ausgleichsvorrichtung angeordnet und drehbar durch ein radial äußeres Wälzlager an einem Innenflansch des unteren Ausgleichskörpers abgestützt. Aufgrund des vorgenannten Hohlzahnrades und des in dieses eingreifenden Zahnrades sowie des vorgenannten Wälzlagers ergeben sich relativ hohe Fertigungskosten und eine vergleichsweise hohe Bauhöhe der Ausrichtvorrichtung. Um beispielsweise eine obere Drehleiter des drehbaren Aufbaus an einem (Rettungs-)Einsatzort zu positionieren, müssen insgesamt vier addierte Zahnspiele der Antriebsvorrichtungen überwunden werden. Aus diesem Grunde kann eine ausgefahrene Drehleiter nur ungenau am Einsatzort angelegt bzw. positioniert 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 kompakt aufgebaut ist und sich insbesondere durch eine niedrige Bauhöhe auszeichnet.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen 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 besonderen (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 zwischen den beiden Ausgleichsvorrichtungen bei einer Relativdrehung derselben einstellen zu können. Durch die Erfindung 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 beschriebenen bekannten Ausrichtvorrichtung. Gleichzeitig sieht der Drehantrieb ein Zahnspiel weniger vor, wodurch ein genaueres Positionieren der Drehleiter bzw. des Rettungsgeräts möglich ist.

Trotz der konkaven Zahnform des dritten Ritzels und der vergleichsweise großen Zahnlänge kann in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung das dritte Ritzel vollständig innerhalb der unteren keilringartigen Ausgleichsvorrichtung 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 Abstützungs- und Drehmomentübertragungsverhältnisse bei vergleichsweise schlankem Aufbau von Einzelteilen.

Bevorzugt ist nur der dritte Hohlzahnring als separates Bauteil vorgesehen, welcher mittels versenkter Dehnschrauben umfangsmäßig mit der Schrägunterseite des oberen Ausgleichskörpers drehfest verbunden ist, während erster und zweiter Hohlzahnring einstückige Bestandteile des unteren bzw. oberen Ausgleichskörpers sind. Dadurch wird den unterschiedlichen Übertragungskräften der drei Drehantriebe Rechnung getragen: erster und zweiter Hohlzahnring 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 eingangs diskutierten bekannten Vorrichtung waren zusätzlich noch das Hohlzahnrad mit zugeordnetem Wälzlager und das zugehörige Zahnrad der oberen Ausgleichsvorrichtung gefährdet, die erfindungsgemäß nicht mehr vorhanden sind und letztlich zu einer Reduzierung der Fertigungskosten um ca. 30% beitragen sowie eine Einsparung von Gewicht und eine Verbesserung des Getriebewirkungsgrades besorgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Vergleich zu einer bekannten Ausrichtvorrichtung 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 Vorrichtung (1) zum lotrechten Ausrichten der Hochachse (2) eines mit einem Untergestell (3) dreh- und neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus (4), der im gezeigten Ausführungsbeispiel 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 lotrechte Hochachse (2) auszurichten, können Ausgleichsvorrichtungen (6, 7) sowie der Aufbau (4), die sämtlich konzentrisch ineinanderliegen und gegenseitig durch Wälzlager abgestützt sind, relativ zueinander verdreht werden. Hierbei wird bei einer Drehung des äußeren ringförmigen Ausgleichskörpers (7) relativ zum drehfesten Untergestell (3) sowie bei einer Drehung des inneren ringförmigen Ausgleichskörpers (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 Schräganordnung 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 Antrieb 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 ringförmiges Untergestell (3) sowie ein dreh- und neigungsverstellbar angeordneter ringförmiger Aufbau (4) in etwa gleicher Konfiguration vorgesehen. Im Untergestell (3) ist eine untere keilringartige Ausgleichsvorrichtung (7) konzentrisch angeordnet und durch ein Wälzlager (19) am Untergestell (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 Ausgleichsvorrichtung (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 Untergestell (3) gedreht werden kann.

Wie die untere Ausgleichsvorrichtung (7), so besitzt auch die obere Ausgleichsvorrichtung (6) in Höhe des zugeordneten 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 innerhalb der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) angeordnet ist und wesensbestimmend für die Erfindung direkt mit einem dritten Hohlzahnring (17) kämmt, welcher an der Schrägunterseite (16) der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) über umfangsmäßig gleich verteilte versenkte Dehnschrauben (23) befestigt ist, wobei der dritte Hohlzahnring ebenfalls innerhalb der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) angeordnet 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 Ausgleichskörpers (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&min;), 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 ferner 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 Ausnehmung (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 Erfindung gemäß Fig. 2 vorgesehen, nämlich das zusätzliche Wälzlager (22), das Hohlrad (26) und das Zahnrad (27). Zudem ist für den Drehantrieb der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) ein zusätzliches Zahnspiel zwischen dem Zahnrad (27) und dem Hohlrad (26) vorgesehen, welches die Genauigkeit eines Positionierens einer oberen Drehleiter (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 Ausgleichsvorrichtung (6) nach der bekannten Ausrichtvorrichtung im Betrieb hochbeansprucht und mithin verschleißanfällig sind. Schließlich zeigt ein Vergleich, daß die Erfindung in vorteilhafter Weitergestaltung integriert ausgebildete innere Zahnkränze bei den Ausgleichsvorrichtungen (6 und 7) benutzt, während hierfür beim Stand der Technik separate Bauteile vorgesehen sind. Letztgenannte beide Antriebe können nämlich vergleichsweise schwach ausgelegt werden, während der dritte Drehantrieb (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.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung (1) zum lotrechten Ausrichten der Hochachse (2) eines mit einem Untergestell (3) drehund neigungsverstellbar verbundenen Aufbaus (4), beispielsweise eines Rettungsgeräts mit Drehleiter (5), Teleskop- oder Knickmast, mit zwei übereinanderliegenden, zwischen dem drehbaren Aufbau (4) und dem Untergestell (3) angeordneten und sowohl 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 Ausgleichsvorrichtung (7) antreibend eingreift, ein zweiter aufbaufester Drehantrieb (11) über ein zweites Ritzel (12) in einem zweiten Hohlzahnring (13) der oberen drehbaren Ausgleichsvorrichtung (6) antreibend eingreift und ein dritter untergestellfester Drehantrieb (14) über ein drittes Ritzel (15) in einer Drehantriebsverbindung mit der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebsverbindung durch einen drehfest mit der Schrägunterseite (16) der oberen Ausgleichsvorrichtung (6) verbundenen dritten Hohlzahnring (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. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ritzel (15) innerhalb der unteren Ausgleichsvorrichtung (7) angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ritzel (15) und der dritte Hohlzahnring (17) geradverzahnt sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hohlzahnring (10, 13, 17) ein radial äußeres Traglager (19, 20, 21) im wesentlichen in gleicher Höhe zugeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Hohlzahnring (10 bzw. 13) einstückige Bestandteile des unteren bzw. oberen Ausgleichskörpers (7 bzw. 6) sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Hohlzahnring (17) mittels versenkter Dehnschrauben (23) umfangsmäßig mit der Schrägunterseite (16) des oberen Ausgleichskörpers (6) verbunden ist.
  7. 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. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Traglager (19, 20, 21) als Axial-Wälzlager ausgebildet sind.






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