DE102013004837A1

DE102013004837A1 - Nutzfahrzeug sowie Baukastensystem für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102013004837A1
Application number: DE201310004837
Authority: DE
Inventors: Marc Bisser; Wolfgang Pedrotti; Sven Sakrzewski
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug (10), mit wenigstens einem Antriebsaggregat (54, 66, 68) zum Antreiben des Nutzfahrzeugs (10), mit wenigstens einer Vorderachse (22), mit wenigstens einer Hinterachse (28), mit einer Fahrerkabine (18) und mit wenigstens einer Ladeeinrichtung (32) zum Transportieren von Transportgut, wobei das Nutzfahrzeug (10) ein die Vorderachse (22) und die Fahrerkabine (18) umfassendes Frontmodul (12) als erstes Modulelement, ein die Ladeeinrichtung (32) umfassendes Frachtmodul (14) als zweites Modulelement und ein die Hinterachse (28) und das Antriebsaggregat (43, 66, 68) umfassendes Antriebsmodul (16) als drittes Modulelement umfasst, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinander folgend miteinander verbunden sind, sowie ein Baukastensystem für ein solches Nutzfahrzeug (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Baukastensystem für ein solches Nutzfahrzeug.
Derartige Nutzfahrzeuge umfassen üblicher Weise jeweils wenigstens eine Vorder- und Hinterachse, von welchen wenigstens eine Achse mit einem Antriebsaggregat gekoppelt ist und auf denen ein Aufbau abgestützt ist. Auf einem Rahmen des Aufbaus ist dabei eine Fahrerkabine gelagert und wenigstens eine Ladeeinrichtung zum Transportieren von Transportgut, beispielsweise ein Kofferaufbau oder eine Pritsche oder dgl., abgestützt.
Zur Bereitstellung eines einfacheren Aufbaus ist aus der DE 10 2004 005 153 B4 bereits ein Anbausystem für Nutzfahrzeuge bekannt, deren eine Vorderachse umfassendes Fahrgestell eine längs verlaufende, zentrale Tragstruktur für Anbauten sowie Aggregate, Komponenten und/oder Geräte bildet. Die Aggregate, Komponenten und/oder Geräte sind mit der Tragstruktur als seitliche Anbauteile zu verbinden, von denen je eines beiderseits der Tragstruktur rückseitig benachbart zur Vorderachse angeordnet ist. Dabei sind die als seitliche Anbauteile vorgesehenen Aggregate, Komponenten und/oder Geräte modular zusammengefasst und in Modulgehäusen angeordnet. Ferner ist es vorgesehen, dass die Module gegeneinander austauschbar mit der Tragstruktur verbunden sind, und dass die Modulgehäuse aus Bauteilen zusammengesetzt und durch Austausch von Bauteilen an die jeweilige Anbausituation anzupassen sind.
Es hat sich gezeigt, dass aktuelle Fahrzeugkonzepte für Nutzfahrzeuge, welche insbesondere als sogenannte schwere Verteiler-Lastkraftwagen (Verteiler-LKW) ausgebildet sind, Anforderungen hinsichtlich eines effizienten und somit emissionsarmen Betriebs mit einem nur sehr geringen CO₂-Ausstoß nicht oder nur unter sehr hohem Aufwand gerecht werden können. Beispielsweise ist ein besonders großer Aufwand erforderlich, die schweren Verteiler-LKW an jeweilige, unterschiedliche Einsatzzwecke anzupassen, um somit einen effizienten Betrieb zu ermöglichen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nutzfahrzeug sowie ein Baukastensystem für ein solches Nutzfahrzeug bereitzustellen, mittels welchen sich ein besonders effizienter Betrieb des Nutzfahrzeugs auf einfache, kostengünstige Weise realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen schweren Verteiler-LKW, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders effizienter Betrieb des Nutzfahrzeugs auf einfache Weise realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Nutzfahrzeug ein die Vorderachse und die Fahrerkabine umfassendes Frontmodul als erstes Modulelement, ein die Ladeeinrichtung umfassendes Frachtmodul als zweites Modulelement und ein die Hinterachse und das Antriebsaggregat umfassendes Antriebsmodul als drittes Modulelement umfasst. Dabei sind die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend miteinander verbunden. Das jeweilige Modulelement ist eine zumindest im Wesentlichen eigenständige Bauteileinheit, welche unabhängig von den jeweils anderen Modulelementen bzw. Bauteileinheiten hergestellt und im fertig hergestellten Zustand mit den anderen Modulelementen bzw. Bauteileinheiten modular verbunden werden kann. Dementsprechend können die Modulelemente jeweils auch als Ganzes, d. h. ohne das jeweilige Modulelement selbst auseinanderbauen zu müssen, voneinander gelöst bzw. getrennt werden. Somit kann beispielsweise die Vorderachse in Verbund mit der Fahrerkabine vom Frachtmodul zerstörungsfrei gelöst werden, ohne die Fahrerkabine von der Vorderachse trennen zu müssen. Ebenso kann das Antriebsaggregat im Verbund mit der Hinterachse vom Frachtmodul zerstörungsfrei gelöst bzw. demontiert werden, ohne die Hinterachse vom Antriebsaggregat lösten zu müssen. Mit anderen Worten sind die Modulelemente jeweils reversibel lösbar miteinander verbunden.
Das erfindungsgemäße Nutzfahrzeug weist somit einen modularen Aufbau auf, wobei durch die drei Modulelemente ein sogenanntes Drei-Modul-Konzept des beispielsweise als schwerer Verteiler-LKW ausgebildeten Nutzfahrzeugs realisiert ist. Durch die wahlweise und somit bedarfsgerechte Verbindung der Modulelemente miteinander kann das Nutzfahrzeug auf besonders einfache und kostengünstige Weise an vielerlei unterschiedliche Einsatzzwecke angepasst werden, so dass sich ein besonders effizienter Betrieb des Nutzfahrzeugs realisieren lässt. Es ist eine große Flexibilität hinsichtlich der Zusammenstellung des Gesamtfahrzeugs geschaffen, so dass das Nutzfahrzeug beispielsweise gezielt an den Transport von einigen wenigen und sehr großen und schweren Transportgütern oder an den Transport von vielen kleinen Transportgütern sowie an unterschiedliche Verkehrssituationen, in denen das Nutzfahrzeug während seines täglichen Betriebs bewegt wird, angepasst werden kann. Dies bedeutet, dass das Nutzfahrzeug insbesondere hinsichtlich seines Antriebsmoduls beispielsweise bedarfsgerecht an den Betrieb im Stadtverkehr, an Überlandfahrten oder an Fahrten auf der Autobahn angepasst werden kann. Ferner ist es dadurch beispielsweise möglich, die Aerodynamik des Nutzfahrzeugs an den Einsatzzweck anzupassen, so dass ein besonders effizienter Betrieb mit nur geringen CO₂-Emissionen infolge eines nur geringen Fahrwiderstands realisierbar ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Frachtmodul in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Frontmodul und dem Antriebsmodul angeordnet. Hierdurch ist ein besonders vorteilhafter und einfacher Aufbau geschaffen, da beispielsweise auf einfache Weise lediglich das Frontmodul gegen ein weiteres Frontmodul ausgetauscht werden kann, um das Nutzfahrzeug flexibel an den jeweiligen Einsatzzweck anzupassen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Frachtmodul eine Ladefläche aufweist, welche in Fahrzeughochrichtung zumindest im Wesentlichen auf Höhe oder unterhalb einer Drehachse von jeweiligen Rädern der Vorderachse und/oder der Hinterachse angeordnet ist. Hierdurch ist eine in Fahrzeughochrichtung besonders tiefe bzw. niedrige Anordnung der Ladefläche geschaffen, wobei beispielsweise eine sich zumindest fast auf Bodenhöhe befindende Ladekante der Ladefläche realisierbar ist. In der Folge kann das Frachtmodul besonders ergonomisch und zeitgünstig mit Transportgut beladen werden. Darüber hinaus kann so eine besonders effektive Raumausnutzung realisiert werden, so dass ein sehr effizienter Betrieb des Nutzfahrzeugs geschaffen werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Antriebsmodul wenigstens einen Energiespeicher zum Versorgen des Antriebsaggregats mit Energie umfasst. Somit kann die Montage oder Demontage des Antriebsmoduls mit bzw. vom Frachtmodul zeitlich auch mit der Montage bzw. Demontage des Energiespeichers einhergehen, so dass das Nutzfahrzeug besonders einfach, zeit- und kostengünstig an den jeweiligen Einsatzzweck anpassbar ist. Eine separate Montage und Demontage des Antriebsaggregats von dem zugehörigen Energiespeicher ist nicht vorgesehen und nicht erforderlich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das Antriebsmodul und der Energiespeicher zu einem Untermodulelement zusammengefasst, welches als Ganzes mit dem übrigen Antriebsmodul verbunden und von diesem zu lösen ist. Das zuvor und im Folgenden zu dem jeweiligen Modulelement Geschilderte kann dabei auch ohne weiteres auf das Untermodulelement übertragen werden, so dass das Antriebsmodul auf einfache Weise mit dem Antriebsaggregat und dem zugehörigen Energiespeicher bestückt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, das Antriebsmodul auf einfache Weise mit unterschiedlichen Antriebsaggregaten und jeweiligen, zugehörigen Energiespeichern zu bestücken, um so beispielsweise unterschiedliche Antriebsarten des Nutzfahrzeugs auf einfache Weise darstellen zu können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Antriebsmodul zwei voneinander unterschiedliche Antriebsaggregate zum Antreiben des Nutzfahrzeugs. Vorzugsweise umfasst das Antriebsmodul auch jeweilige, voneinander unterschiedliche Energiespeicher zum Versorgen des jeweiligen Antriebsaggregats mit Energie. Hierdurch ist auf einfache Weise ein hybrider Antriebsstrang des Nutzfahrzeugs realisierbar, so dass die Antriebsart bei dem bereits durch Verbinden der Modulelemente miteinander hergestellten Nutzfahrzeug an den Einsatzzweck und insbesondere an aktuell vorliegende Verkehrssituationen angepasst werden kann.
Beispielsweise je nach Verkehrssituation ist es dabei möglich, das Nutzfahrzeug mittels des ersten Antriebsaggregats anzutreiben, wobei ein Antreiben durch das zweite Antriebsaggregat unterbleibt. Ferner kann vorgesehen sein, das Nutzfahrzeug mittels des zweiten Antriebsaggregats anzutreiben, während das Antreiben durch das erste Antriebsaggregat unterbleibt. Ferner ist es möglich, je nach Verkehrssituation vorzusehen, das Nutzfahrzeug mittels des ersten Antriebsaggregats und gleichzeitig mittels des zweiten Antriebsaggregats anzutreiben.
Zur Erfindung gehört auch ein Baukastensystem für ein Nutzfahrzeug, insbesondere ein erfindungsgemäßes Nutzfahrzeug. Das Baukastensystem weist wenigstens ein zumindest eine Vorderachse und eine Fahrerkabine für das Nutzfahrzeug umfassendes Frontmodul als erstes Modulelement, wenigstens ein eine Ladeeinrichtung für das Nutzfahrzeug umfassendes Frachtmodul als zweites Modulelement und wenigstens ein zumindest eine Hinterachse und zumindest ein Antriebsaggregat für das Nutzfahrzeug umfassendes Antriebsmodul als drittes Modulelement auf, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend miteinander verbindbar sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Baukastensystems anzusehen und umgekehrt. Durch das Bereitstellen der Modulelemente kann das Nutzfahrzeug besonders bedarfsgerecht an seinen jeweiligen Einsatzzweck angepasst und demzufolge mit dem entsprechenden Modulelement versehen werden. Diese Anpassung kann dabei besonders einfach und kostengünstig erfolgen, da die Modulelemente zumindest im Wesentlichen unabhängig voneinander konstruiert bzw. ausgelegt und hergestellt werden können und schließlich in ihrem fertig hergestellten Zustand auf einfache Weise miteinander verbunden werden können. Hierzu weisen die Modulelemente beispielsweise jeweilige, insbesondere standardisierte Schnittstellen bzw. Anschluss- und Verbindungselemente auf, über welche beispielsweise Kräfte und/oder Drehmomente und/oder Medien zwischen den einzelnen Modulelementen übertragen werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Baukastensystem wenigstens ein zweites Frachtmodul mit einer von der Ladeeinrichtung unterschiedlichen, zweiten Ladeeinrichtung, wobei wahlweise das erste Frachtmodul oder das zweite Frachtmodul mit dem Antriebsmodul und dem Frontmodul verbindbar sind. Hierdurch kann das Nutzfahrzeug hinsichtlich seines Frachtmoduls besonders bedarfsgerecht und flexibel ausgestaltet werden, so dass es auf einfache Weise an zu transportierendes Transportgut angepasst werden kann. Zur Realisierung dieser Anpassung ist jedoch nicht eine vollständige Neukonstruktion oder Neuauslegung des gesamten Nutzfahrzeugs erforderlich. Vielmehr ist es lediglich erforderlich, das jeweilige Frachtmodul zumindest im Wesentlichen unabhängig vom Antriebsmodul und vom Frontmodul auf den jeweiligen Transportzweck auszulegen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Baukastensystem wenigstens ein zweites Antriebsmodul mit wenigstens einem von dem Antriebsaggregat unterschiedlichen, zweiten Antriebsaggregat umfasst, wobei wahlweise das erste Antriebsmodul oder das zweite Antriebsmodul mit dem Frontmodul und dem Frachtmodul verbindbar sind. Hierdurch kann das Nutzfahrzeug beispielsweise auf einfache Weise an jeweilige, unterschiedliche Verkehrssituationen während seines alltäglichen Einsatzes und/oder an unterschiedliche Länder mit unterschiedlichen Infrastrukturen hinsichtlich der Bereitstellung von Energie für das jeweilige Antriebsaggregat angepasst werden. Dies führt zu einem besonders effizienten Betrieb des Nutzfahrzeugs. Zur Realisierung dieser Anpassung ist dabei eine Neuauslegung des gesamten Transportfahrzeugs nicht erforderlich. Vielmehr kann das jeweilige Antriebsmodul vom Frachtmodul und vom Frontmodul zumindest im Wesentlichen unabhängig an die jeweiligen Randbedingungen angepasst werden.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Baukastensystem wenigstens ein zweites Frontmodul mit einer von der Fahrerkabine unterschiedlichen, zweiten Fahrerkabine umfasst, wobei wahlweise das erste Frontmodul oder das zweite Frontmodul mit dem Antriebsmodul und dem Frachtmodul verbindbar sind. Ist beispielsweise ein Langstreckenbetrieb in Regionen vorgesehen, welche dem Fahrer keine oder nur sehr wenige Möglichkeiten zum Ausruhen bieten, so kann beispielsweise eine Fahrerkabine mit einem Schlafplatz verwendet werden. Ist lediglich ein Kurzstreckenbetrieb vorgesehen, so kann beispielsweise eine Fahrerkabine ohne Schlafplatz verwendet werden, um so die Außenmaße des Nutzfahrzeugs besonders gering halten zu können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Seitenansicht eines Nutzfahrzeugs mit drei Modulelementen in Form eines Antriebsmoduls, eines Frontmoduls und eines zwischen dem Antriebsmodul und dem Frontmodul angeordneten bzw. anzuordnenden Frachtmoduls, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgend als Ganzes miteinander verbindbar und als Ganzes zerstörungsfrei voneinander zu trennen sind;
2 zwei schematische und perspektivische Rückansichten des Antriebsmoduls, welches modular mit unterschiedlichen Untermodulelementen zu bestücken ist, wobei die unterschiedlichen Untermodulelemente jeweils wenigstens ein Antriebsaggregat und wenigstens einen Energiespeicher zum Versorgen des Antriebsaggregats mit Energie umfassen;
3 eine schematische Perspektivansicht eines der Untermodulelemente gemäß einer ersten Ausführungsform; und
4a–e jeweils eine schematische Seitenansicht eines der Untermodulelemente gemäß einer jeweiligen, weiteren Ausführungsform.
1 zeigt ein Nutzfahrzeug 10 in Form eines sogenannten schweren Verteiler-LKW, der als erstes Modulelement ein Frontmodul 12, als zweites Modulelement ein Frachtmodul 14 und als drittes Modulelement ein Antriebsmodul 16 umfasst. Das Frontmodul 12, das Frachtmodul 14 und das Antriebsmodul 16 sind Modulelemente eines Baukastensystems, welches weitere Modulelemente, beispielsweise ein weiteres Frontmodul, wenigstens ein weiteres Frachtmodul und wenigstens ein weiteres Antriebsmodul, umfasst. Die jeweiligen Frontmodule, Frachtmodule und Antriebsmodule sind dabei wahlweise und somit bedarfsgerecht als Ganzes miteinander verbindbar und als Ganzes zerstörungsfrei voneinander lösbar. Das Nutzfahrzeug 10 weist somit einen modularen Aufbau auf, so dass es an unterschiedliche Einsatzzwecke angepasst werden kann.
Das Frontmodul 12 umfasst eine Fahrerkabine 18, in welcher zumindest ein Fahrersitz 20 sowie ein in 1 nicht erkennbares Lenkrad für den Fahrer des Nutzfahrzeugs 10 angeordnet ist. Demzufolge umfasst das Frontmodul 12 alle erforderlichen Bedien- und Steuerelemente, mittels welchen der Fahrer das Nutzfahrzeug 10 bedienen und steuern kann. Das Frontmodul 12 umfasst auch eine Vorderachse 22 mit jeweiligen, seitlichen Fahrzeugrädern, von denen in 1 bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung das linke Fahrzeugrad 24 erkennbar ist.
Das Antriebsmodul 16 umfasst – wie in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist – ein Untermodulelement in Form eines sogenannten Energiebereitstellungsmoduls 26, mittels welchem das Nutzfahrzeug 10 angetrieben und insgesamt mit Energie versorgt werden kann. Darüber hinaus umfasst das Antriebsmodul 16 eine Hinterachse 28 mit seitlichen Fahrzeugrädern, von denen in 1 das linke Fahrzeugrad 30 erkennbar ist. Bei den Fahrzeugrädern der Hinterachse 28 handelt es sich vorzugsweise um angetriebene bzw. antreibbare Räder des Nutzfahrzeugs 10, welche mittels des Energiebereitstellungsmoduls 26 antreibbar sind. Da das Energiebereitstellungsmodul 26 in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Hinterachse 28 angeordnet und Bestandteil des Antriebsmoduls 16 ist, kann ein Übertragungsweg, über welchen Antriebskräfte und/oder Antriebsmomente zum Antreiben der Räder der Hinterachse 28 vom Energiebereitstellungsmodul 26 zu den Rädern der Hinterachse 28 übertragen wird, besonders kurz gehalten werden kann.
Das Frachtmodul 14 umfasst eine Ladeeinrichtung 32 mit seitlichen Wänden 34, sowie in 1 nicht erkennbare Bodenelemente, welche als Ladefläche für Transportgut dienen. Die Ladefläche ist auf einer Höhe angeordnet, welche in 1 mit einer durchgezogenen Linie 36 veranschaulicht und bezogen auf die Fahrzeughochrichtung besonders tief ist. Wie aus 1 erkennbar ist, ist die Ladefläche in Fahrzeughochrichtung unterhalb von jeweiligen Drehachsen 38 der Räder der Achsen (Vorderachse 22 und Hinterachse 28) angeordnet. Hierdurch kann eine besonders einfache Beladung dargestellt werden, da eine Ladekante der Ladefläche besonders tief ist. Die Ladeeinrichtung 32 umfasst darüber hinaus ein Gestell 39 aus Streben 40, wodurch ein kastenartiger Aufbau geschaffen ist. Dieser kastenartige Aufbau kann beispielsweise mittels einer Abdeckplane bespannt werden, um somit das innerhalb des kastenförmigen Aufbaus angeordnete Transportgut zu schützen.
Aus 1 sind auch schematisch dargestellte Verbindungselemente 42, 44, 46, 48 erkennbar, mittels welchen die Modulelemente (Frontmodul 12, Frachtmodul 14 und Antriebsmodul 16) modular und reversibel lösbar miteinander verbunden werden können.
Das jeweilige Modulelement zeichnet sich dabei dadurch aus, dass es unabhängig von den jeweils anderen Modulelementen als eigenständige Bauteileinheit hergestellt und als Ganzes mit den anderen Modulelementen verbunden und von diesen zerstörungsfrei gelöst werden kann. Dies bedeutet beispielsweise bezogen auf das Frontmodul 12, dass dieses als Ganzes, d. h. als bestehende Bauteileinheit vom Frachtmodul 14 zerstörungsfrei gelöst werden kann, ohne das Frontmodul 12 oder das Frachtmodul 14 auseinander zu bauen. Dies bedeutet, dass beispielsweise die Fahrerkabine 18 im Verbund mit der Vorderachse 22 mit dem Frachtmodul 14 verbunden und von diesem gelöst werden kann. Demzufolge kann auch das Antriebsmodul 16 als bestehende Bauteileinheit mit dem Frachtmodul 14 verbunden und von diesem zerstörungsfrei gelöst werden, ohne das Frachtmodul 14 oder das Antriebsmodul 16 auseinanderbauen zu müssen. Dies bedeutet, dass die Hinterachse 28 im Verbund mit dem Energiebereitstellungsmodul 26 mit dem Frachtmodul 14 verbunden und von diesem gelöst werden kann.
So ist es beispielsweise auch möglich, die Modulelemente im Wesentlichen unabhängig voneinander auf jeweilige Verwendungszwecke auszulegen und voneinander unabhängig herzustellen, so dass die Modulelemente als fertig hergestellte Bauteileinheiten nach ihrer fertigen Herstellung miteinander verbunden werden können, um dadurch das Nutzfahrzeug 10 schließlich zu bilden.
Hierzu umfassen die jeweiligen Modulelemente beispielsweise wenigstens eine jeweilige Tragstruktur, welche dem jeweiligen Modulelement Stabilität verleiht. Dadurch kann jedes Modulelement für sich, d. h. unabhängig von den jeweils anderen Modulelementen als Bauteileinheit hergestellt werden und – auch im noch nicht mit den jeweils anderen Modulelementen verbundenen Zustand – bestehen. Dies bedeutet, dass das jeweilige Modulelement beispielsweise ohne Hilfsmittel eine jeweilige Form bzw. einen jeweiligen, gewünschten Aufbau beibehalten kann.
Die Tragstruktur ist dabei beispielsweise ein Rahmen, welcher wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträger und wenigstens einen Querträger umfasst, über welchem die Längsträger miteinander verbunden sind. Im Falle des Frontmoduls 12 sind an dem Rahmen beispielsweise die Vorderachse und die Fahrerkabine 18 gehalten. Im Falle des Antriebsmoduls 16 sind an dem Rahmen beispielsweise die Hinterachse 28 und ein Befestigungselement zum Halten des Energiebereitstellungsmoduls 26 gehalten. Bezogen auf das Frachtmodul 14 sind an dem Rahmen beispielsweise die Bodenelemente sowie der kastenförmige Aufbau, insbesondere die Streben 40, befestigt.
Durch den modularen Aufbau des Nutzfahrzeugs 10 weist dieses eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich seiner Anpassung an unterschiedliche Einsatzzwecke sowie eine sehr gute Baukastenfähigkeit auf, da unterschiedliche Modulelemente einfach gegeneinander ausgetauscht werden können. Ferner kann dadurch eine besonders einfache Wartung und Reparatur verwirklicht werden, da defekte Modulelemente gegen funktionstüchtige einfach ausgetauscht werden können. Ferner ist das Nutzfahrzeug 10 besonders einfach erweiterbar, da nicht das Nutzfahrzeug 10 als Ganzes an neue Einsatzzwecke angepasst werden muss. Zur Erweiterung des Einsatzzwecks des Nutzfahrzeugs 10 ist es lediglich erforderlich, wenigstens eines der Modulelemente zu erweitern bzw. ein neues Modulelement zu schaffen, welches auf einfache Weise reversibel lösbar mit den bereits bestehenden Modulelementen verbunden werden kann.
Insbesondere ist es so möglich, die unterschiedlichen Frachtmodule mit unterschiedlichen Ladungsvolumina auszubilden. Durch die flexible Bestückung des Nutzfahrzeugs 10 mit den Modulelementen kann auch ein geringer Luftwiderstand sowie aufgrund der niedrigen Ladekante ein besonders hoher Ladekomfort geschaffen werden. Eine niedrige Ladekante ist besonders vorteilhaft bei der Verteilung von Waren im Rahmen eines innerstädtischen Lieferverkehrs. Durch die Realisierung unterschiedlicher Frontmodule ist es beispielsweise möglich, dem Fahrer eine besonders gute Ergonomie bereitzustellen.
Auch ist es möglich, eine besonders niedrige Fahrzeughöhe zu schaffen, so dass das Nutzfahrzeug 10 eine besonders gute Aerodynamik aufweist. Dadurch ist es besonders effizient betreibbar.
Das Frachtmodul 14 kann vorzugsweise eine Niveaueinstelleinrichtung umfassen, mittels welcher das Frachtmodul 14 und insbesondere die Ladekante in Fahrzeughochrichtung höhenverstellbar ist. Zum Beladen und Entladen kann dadurch die Ladekante beispielsweise in Fahrzeughochrichtung nach unten relativ zu einer Fahrbahn des Nutzfahrzeugs 10 abgesenkt werden, so dass sich die Ladekante zumindest im Wesentlichen auf Bodenhöhe befindet. Nach erfolgter Beladung oder Entladung kann dann die Ladekante leicht angehoben werden, um ein Aufsetzen des Nutzfahrzeugs 10 und insbesondere des Frachtmoduls 14 auf dem Boden zu vermeiden.
Die Modulelemente weisen jeweils vorzugsweise sogenannte Normalanschlüsse auf, so dass beispielsweise jeweilige Leitungselemente auf einfache Weise miteinander verbunden werden können. Über diese, fluidisch miteinander verbundenen Leitungselemente können dann Medien wie Fluide zwischen den einzelnen Modulelementen überströmen, so dass beispielsweise sowohl Bremselemente für die Räder der Vorderachse 22 als auch Bremselemente für die Räder der Hinterachse 28 mit einem Betriebsmedium beispielsweise in Form von Luft versorgt werden können.
Besonders vielfältige Freiheiten sind hinsichtlich des Antriebsmoduls 16 und insbesondre hinsichtlich des Energiebereitstellungsmoduls 26 geschaffen. Wie aus 2 erkennbar ist, kann das Energiebereitstellungsmodul 26 als Bauteileinheit besonders vorteilhaft in einer Aufnahme 49 des Antriebsmoduls 16 aufgenommen, insbesondere gemäß einem Richtungspfeil 50 eingeschoben sowie aus der Aufnahme 49 entnommen werden.
Das Energiebereitstellungsmodul 26 weist eine kastenförmige Tragstruktur 52 auf, an welcher mehrere, anhand von 3 geschilderte Komponenten des Energiebereitstellungsmoduls 26 gehalten sind. Diese mehreren Komponenten können dann als Ganzes, d. h. als das Untermodulelement in Form des Energiebereitstellungsmoduls 26 in der Aufnahme 49 angeordnet und mit der Hinterachse 28 gekoppelt sowie zerstörungsfrei aus der Aufnahme 49 entnommen und von der Hinterachse 28 entkoppelt werden.
2 und 3 zeigen das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Energiebereitstellungsmodul 26 umfasst eine als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 54 zum Antreiben des Nutzfahrzeugs 10 sowie einen Tank 56 zum Speichern von Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 54. Mit anderen Worten ist die Verbrennungskraftmaschine 54 mittels des Tanks 56 mit Kraftstoff versorgbar. Die Verbrennungskraftmaschine 54 ist dabei beispielsweise als eine mit einem flüssigen Kraftstoff betreibbare Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, so dass der Tank 56 beispielsweise zum Speichern von flüssigem Kraftstoff dient.
Das Energiebereitstellungsmodul 26 umfasst auch einen Generator 58, welcher beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine 54 antreibbar ist und von der Verbrennungskraftmaschine 54 bereitgestellte, mechanische Energie zumindest teilweise in elektrische Energie umwandeln kann. Diese elektrische Energie kann in einer elektrischen Speichereinrichtung in Form eines Akkumulators 60 des Energiebereitstellungsmoduls 26 gespeichert werden, wobei der Akkumulator 60 elektrisch mit dem Generator 58 gekoppelt ist. Ferner umfasst das Energiebereitstellungsmodul 26 einen Kühler 62 zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine 54 und/oder des Akkumulators 60 und/oder des Generators 58. Dadurch kann beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 54 vor thermischen Schäden geschützt werden. Wie aus 3 erkennbar ist, können die Verbrennungskraftmaschine 54, der Tank 56, der Generator 58, der Akkumulator 60 und der Kühler 62 im Verbund in der Aufnahme 49 angeordnet und aus dieser entnommen werden, ohne das Energiebereitstellungsmodul 26 demontieren zu müssen.
4a zeigt nochmals das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß der ersten Ausführungsform, wobei die Verbrennungskraftmaschine 54 beispielsweise als Dieselmotor oder als Benzinmotor ausgebildet ist.
4b zeigt das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei die Verbrennungskraftmaschine 54 als Gasmotor ausgebildet ist. Ferner umfasst das Energiebereitstellungsmodul 26 insbesondere anstelle des Tanks 56 Gasflaschen 64 als Gastanks, in denen gasförmiger Kraftstoff für den Gasmotor gespeichert werden kann.
4c zeigt das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei als Antriebsaggregat zum Antreiben des Nutzfahrzeugs 10 eine Gasturbine 66 vorgesehen ist. Ferner umfasst das Energiebereitstellungsmodul 26 wenigstens eine Gasflasche 64 als Gastank, in welchem gasförmiger Kraftstoff für die Gasturbine 66 gespeichert werden kann.
4d zeigt das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei als Antriebsaggregat zum Antreiben des Nutzfahrzeugs 10 nun eine Brennstoffzelleneinrichtung 68 vorgesehen ist. Ferner umfasst das Energiebereitstellungsmodul 26 Tanks 70 zum Speichern von Wasserstoff für die Brennstoffzelleneinrichtung 68.
4e zeigt das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß einer fünften Ausführungsform, wobei das Energiebereitstellungsmodul 26 Batteriestacks 72 zum Speichern von elektrischem Strom umfasst. Mittels der Batteriestacks 72 kann eine besonders hohe Menge an elektrischem Strom gespeichert werden, mit welcher wenigstens ein Elektromotor zum Antreiben des Nutzfahrzeugs 10 versorgt werden kann. Vorzugsweise umfasst das Energiebereitstellungsmodul 26 gemäß der fünften Ausführungsform auch den wenigstens einen Elektromotor, so dass auch dieser im Verbund mit den Batteriestacks 72 am übrigen Antriebsmodul 16 gehalten und zerstörungsfrei von diesem gelöst werden kann.
Hierdurch ist eine zumindest im Wesentlichen freie Wahl hinsichtlich der Bereitstellung von Antriebsenergie zum Antreiben des Nutzfahrzeugs 10 geschaffen. Vorzugsweise ist grundsätzlich eine elektrische Leistungsbereitstellung bzw. Kraftübertragung mit einer Pufferbatterie vorgesehen. Eine Hauptenergiebereitstellung kann beispielsweise durch den Diesel- oder Benzin- oder Gasmotor, durch die Gasturbine 66, durch die Brennstoffzelleneinrichtung 68 und/oder durch die Batteriestacks 72 erfolgen. Hierdurch ist beispielsweise ein zumindest lokal emissionsfreies Fahren möglich, da das Nutzfahrzeug 10 zumindest temporär rein elektrisch angetrieben werden kann. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der genannten Antriebsmöglichkeiten ohne weiteres denkbar. Das Energiebereitstellungsmodul 26 ist somit ein eigenes, abgeschlossenes System, welches beispielsweise eine Energie von ca. 300 kW vorzugsweise über eine Laufleistung von ca. 300 km bereitstellt, um das Nutzfahrzeug 10 anzutreiben.
Bezugszeichenliste

10: Nutzfahrzeug
12: Frontmodul
14: Frachtmodul
16: Antriebsmodul
18: Fahrerkabine
20: Fahrersitz
22: Vorderachse
24: Rad
26: Energiebereitstellungsmodul
28: Hinterachse
30: Rad
32: Ladeeinrichtung
34: Seitliche Wand
36: Durchgezogene Linie
38: Drehachse
39: Gestell
40: Strebe
42: Verbindungselement
44: Verbindungselement
46: Verbindungselement
48: Verbindungselement
49: Aufnahme
50: Richtungspfeil
52: Tragstruktur
54: Verbrennungskraftmaschine
56: Tank
58: Generator
60: Akkumulator
62: Kühler
64: Gasflasche
66: Gasturbine
68: Brennstoffzelleneinrichtung
70: Tank
72: Batteriestacks

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004005153 B4 [0003]

Claims

Nutzfahrzeug (10), mit wenigstens einem Antriebsaggregat (54, 66, 68) zum Antreiben des Nutzfahrzeugs (10), mit wenigstens einer Vorderachse (22), mit wenigstens einer Hinterachse (28), mit einer Fahrerkabine (18) und mit wenigstens einer Ladeeinrichtung (32) zum Transportieren von Transportgut, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzfahrzeug (10) ein die Vorderachse (22) und die Fahrerkabine (18) umfassendes Frontmodul (12) als erstes Modulelement, ein die Ladeeinrichtung (32) umfassendes Frachtmodul (14) als zweites Modulelement und ein die Hinterachse (28) und das Antriebsaggregat (43, 66, 68) umfassendes Antriebsmodul (16) als drittes Modulelement umfasst, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinander folgend miteinander verbunden sind.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Frachtmodul (14) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Frontmodul (12) und dem Antriebsmodul (16) angeordnet ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Frachtmodul (14) eine Ladefläche aufweist, welche in Fahrzeughochrichtung zumindest im Wesentlichen auf Höhe oder unterhalb einer Drehachse (38) von jeweiligen Rädern (24, 30) der Vorderachse (22) und/oder der Hinterachse (28) angeordnet ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (16) wenigstens einen Energiespeicher (56, 64, 70, 72) zum Versorgen des Antriebsaggregats (54, 66, 68) mit Energie umfasst.
Nutzfahrzeug (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (16) und der Energiespeicher (56, 64, 70, 72) zu einem Untermodulelement (26) zusammengefasst sind, welches als Ganzes mit dem übrigen Antriebsmodul (16) verbunden und von diesem zu lösen ist.
Nutzfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (16) zwei voneinander unterschiedliche Antriebsaggregate (54, 66, 68) zum Antreiben des Nutzfahrzeugs (10) umfasst.
Baukastensystem für ein Nutzfahrzeug (10), mit wenigstens einem zumindest eine Vorderachse (22) und eine Fahrerkabine (18) für das Nutzfahrzeug (10) umfassenden Frontmodul (12) als erstem Modulelement, wenigstens einem eine Ladeeinrichtung (32) für das Nutzfahrzeug (10) umfassenden Frachtmodul (14) als zweitem Modulelement und wenigstens einem zumindest eine Hinterachse (28) und zumindest ein Antriebsaggregat (54, 66, 68) für das Nutzfahrzeug (10) umfassenden Antriebsmodul (16) als drittem Modulelement, wobei die Modulelemente in Fahrzeuglängsrichtung aufeinander folgend miteinander verbindbar sind.
Baukastensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem wenigstens ein zweites Frachtmodul mit einem von der Ladeeinrichtung (32) unterschiedlichen, zweiten Ladeeinrichtung umfasst, wobei wahlweise das erste Frachtmodul (14) oder das zweite Frachtmodul mit dem Antriebsmodul (16) und dem Frontmodul (12) verbindbar sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem wenigstens ein zweites Antriebsmodul mit wenigstens einem von dem Antriebsaggregat (54, 66, 68) unterschiedlichen, zweiten Antriebsaggregat (54, 66, 68) umfasst, wobei wahlweise das erste Antriebsmodul (16) oder das zweite Antriebsmodul mit dem Frontmodul (12) und dem Frachtmodul (14) verbindbar sind.
Baukastensystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem wenigstens ein zweites Frontmodul mit einer von der Fahrerkabine (18) unterschiedlichen, zweiten Fahrerkabine umfasst, wobei wahlweise das erste Frontmodul (12) oder das zweite Frontmodul mit dem Antriebsmodul (16) und dem Frachtmodul (14) verbindbar sind.