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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nivellierten Ausrichtung und gleichzeitiger Anhebung eines Fahrzeuges, das als Wohnmobil oder Wohnanhänger oder Verkaufsfahrzeug verwendet wird, mit einer an seinem Rahmen oder an seinem Chassis angeordneten Mehrzahl von Stelleinrichtungen, die, mit einer unterseitigen Aufstandsfläche, durch eine Steuer-/Regeleinheit zu einer unterhalb des Fahrzeuges vorhandenen bodenseitigen Oberfläche in ihrem Abstand verändert werden können. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren, welches eine Vorrichtung zur nivellierten Anhebung eines Fahrzeuges oder dergleichen durch eine Steuer-/Regeleinheit in Verbindung mit einem Nivelliersensor ausführt.
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Stützeinrichtungen können beispielsweise als Schwenkstützen oder als Hubstützen ausgebildet sein. Derartige Stützen sind unterhalb des Fahr-zeuges an einem Rahmen oder einem Chassis befestigt und werden durch einen Antrieb angetrieben. Eine derartige Stütze kann beispielsweise der
EP 1 174 317 B1 entnommen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur nivellierten Anhebung eines Fahrzeuges der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen vollständig automatisierten Steuerungsablauf, insbesondere im Hinblick auf eine Optimierung des Regelvorganges bei derartigen Fahrzeugen, auszeichnet.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 sowie eines Verfahrens nach Anspruch 16 gelöst. Die sich jeweils anschließenden Unteransprüche geben eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens wieder.
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Ein Nivelliervorgang, mit gleichzeitiger Ausrichtung und Anhebung oder Teilanhebung, eines Fahrzeuges, das als Wohnmobil oder Wohnanhänger oder Verkaufsfahrzeug ausgebildet sein kann, muss eine hinreichende Sicherheit für das Fahrzeug und Personen gewährleisten. Dabei werden Stützeinrichtungen verwendet, die entweder hydraulisch oder elektrisch durch eine Steuer-/Regeleinheit angetrieben werden. Dabei ist es sehr wichtig, dass der Regelvorgang zur nivellierten Anhebung nicht zu einer Situation führt, bei der eine wunschgemäße Ausregelung des Fahrzeuges in einen waagerechten Zustand nicht erzielt werden kann. Dieses könnte beispielsweise dadurch passieren, dass bei einem unebenen Untergrund eine der Stützeinrichtungen zu weit ausfährt und dadurch das Fahrzeug in eine Schieflage bringen kann, die nicht mehr ausnivelliert werden kann. Dabei kann es zu Beschädigungen und Verwindungen des Fahrzeugrahmens oder des Fahrzeugchassis kommen. Dieses setzt insbesondere voraus, dass die Stützeinrichtungen durch die Steuer-/Regeleinheit einzeln ansteuerbar sind.
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Um einen nivellierten, sicheren Zustand des Fahrzeuges zu erreichen, werden nach der Erfindung mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Nivelliersensoren eingesetzt. Diese Nivelliersensoren werden nicht wie üblich innerhalb der Steuer- und Regeleinheit, sondern außer-halb dieser montiert. Dabei ist einer der Nivelliersensoren vorzugsweise hinter der Hinterachse und ein weiterer vor der Hinterachse des Fahrzeuges montiert. Durch diese Vorgehensweise werden an mindestens zwei verschiedenen Punkten unabhängig voneinander unterhalb des Fahrzeuges Abweichungen, das heißt Abweichungen zu einem waagerechten Zustand, gemessen. Dieses bedeutet, dass der Ausnivelliervorgang schneller und genauer in seinem Ergebnis ist. Ebenfalls werden durch die mehrfache Anzahl der Verwendung von Nivelliersensoren Beschädigungen am Fahrzeug vermieden.
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Als sehr leistungsstark werden Nivelliersensoren mit einem geringen Stromverbrauch angesehen. Diese können auch einen integrierten FIFO-Speicher aufweisen, in dem die ermittelten Daten zuerst gespeichert und anschließend an die Steuer- und Regeleinheit weitergegeben werden können. Ein derartiger Nivelliersensor muss über einen hohen Temperaturbereich stabil sein, weil die infrage kommenden Fahrzeuge in unterschiedlichsten Klimazonen eingesetzt werden. Hierzu haben sich insbesondere digitale Sensoren mit einer linearen Beschleunigung als sehr vorteilhaft erwiesen. Ferner können piezoelektrische oder kapazitive Sensoren mit mindestens zwei Freiheitsgraden eingesetzt werden. Die aktiv geschalteten Sensoren übermitteln ihre Signale, die vorzugsweise in einem gewissen Maße gefiltert werden, an die Steuer- und Regeleinheit, um Signalsprünge zu vermeiden. Hinzu kommt auch eine Verzögerung, damit entsprechende Signalspitzen abgefangen werden können.
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Aus Gründen der Sicherheit wird das Fahrzeug nicht insgesamt von einem Bodenkontakt der Räder befreit. Dieses bedeutet, dass die Räder einen leichten Bodenkontakt nach der nivellierten Anhebung beibehalten. Dadurch können Gefahrensituationen durch entsprechende Schiefstellungen oder dergleichen vermieden werden.
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Durch das Vorhandensein von mindestens zwei Nivelliersensoren ist es möglich, das Fahrzeug in einer besonderen Ausführungsform vorne oder hinten zuerst aus seiner Gebrauchslage herauszubringen. Durch diese Vorgehensweise wird eine falsche Nivellierung vermieden, ferner wird der Nivelliervorgang verkürzt. Wird beispielsweise das Fahrzeug durch die Stellvorrichtungen im Bereich der Hinterachse zuerst angehoben, so wird durch die Steuer- und Regeleinheit eine Ansteuerung der beiden distanziert zueinander angeordneten Stützeinrichtungen durchgeführt. Ein erster Bodenkontakt einer der beiden zueinander gehörenden Stützeinrichtungen wird sofort erkannt. Bei elektrischen Einrichtungen ist der Anstieg des Motorstromes oder bei hydraulischen Einrichtungen der Druckanstieg in einer Stützeinrichtung ein Indikator für einen Bodenkontakt. Die Steuer- und Regeleinheit unterbricht daraufhin sofort die Ansteuerung. Anschließend oder weiterhin wird die dazugehörige weitere Stützeinrichtung solange weiter bestromt oder mit einem Druck beaufschlagt, bis auch diese Stützeinrichtung einen Bodenkontakt aufweist. Durch den diesen Stützeinrichtungen zugehörigen Nivelliersensor wird anschließend eine erste ausnivellierte Position der beiden Stützeinrichtungen erzeugt, die zunächst eine waagerechte Ausrichtung untereinander erzeugt, dieses bei gleichzeitigem Bodenkontakt der Räder.
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Anschließend werden, nach der gleichen Vorgehensweise, die bisher nicht angesteuerten Stützeinrichtungen ebenfalls angesteuert. Auch hier ist der Regelvorgang der gleiche, so dass hier ebenfalls eine waagerechte Ausrichtung der beiden zueinander gehörenden Stützeinrichtungen über den entsprechenden Nivelliersensor erzielt wird. Erst danach wird eine insgesamte waagerechte Ausrichtung des Fahrzeuges, sowohl in seiner Längs- als auch in seiner Querachse, vorgenommen. Dabei werden die Signale beider Nivelliersensoren innerhalb der Steuer-/Regeleinheit durch eine Datenverarbeitungseinheit, in der verschiedene Ablaufprogramme gespeichert sind, so verarbeitet, dass es nicht zu einer Überbelastung des Chassis oder des Fahrzeugrahmes, in Form von Verwindungen oder dergleichen, kommen kann. Gleichzeitig wird der angehobene Zustand des Fahrzeuges insgesamt so festgelegt, dass seine Räder weiterhin einen Bodenkontakt aufweisen.
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Um das sichere Anheben des Fahrzeuges ausführen zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten. In einer bevorzugten Ausführungsform können beispielsweise Stützeinrichtungen oder Abstützvorrichtungen verwendet werden, die eine hydraulische Einrichtung zur Höhenveränderung aufweisen und unterhalb des Fahrzeuges in mehrfacher Ausführung angebracht sind. Dabei wird zum Anheben und Ausnivellieren des Fahrzeuges die Anzahl der Abstützvorrichtungen von einer zentralen Motorpumpeneinheit hydraulisch mit einem Druck beaufschlagt. Durch diese hydraulische Druckbeaufschlagung wird das Fahrzeug angehoben. Dabei werden bei elektrohydraulischen Abstützsystemen hydromechanische Stelleinrichtungen innerhalb der Abstützvorrichtungen verwendet, die, ausgehend von einer zentralen Steuereinheit mit einer zentralen Motorpumpeneinheit, jede einzeln mit Hydraulikleitungen verbunden sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können auch hydromechanischen Stelleinrichtung verwendet werden, denen jeweils eine eigene Motorpumpeneinheit zugeordnet wird. Derartige dezentrale Motorpumpeneinheiten können kleiner und kostengünstiger hergestellt werden. Ferner wird dadurch das ganze System der Abstützung wesentlich einfacher in der Montage, denn es müssen keine Hydraulikleitungen aufwendig verlegt werden, Beschädigungen werden ebenfalls vermieden, ebenso der Ausfall des gesamten Systems. Zentral wird eine elektronische Steuerungseinheit verwendet, die durch elektrische Verbindungen zu den Motorpumpeneinheiten sowohl eine selektive Ansteuerung jeder einzelnen Abstützvorrichtung vornehmen kann oder auch gleichzeitig mehrere Abstützvorrichtungen, bzw. auch in Gruppen, elektrisch ansteuern kann.
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Die elektronische Steuer- und Regeleinheit kann durch die Fahrzeugbatterie oder durch eine externe Stromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden. Sollte keine Stromversorgung vorhanden sein, so kann auch eine manuelle Betätigung der Abstützvorrichtungen zum Niveauausgleich ausgeführt werden.
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Durch die Zuordnung der Motorpumpeneinheit zu jeder hydromechanischen Stelleinrichtung wird quasi jede Stützeinrichtung zu einer autarken Verstellvorrichtung, die jede für sich ein Anheben und Ablassen des Fahrzeuges oder eines Teils des Fahrzeuges bewirken kann. Dabei besteht die hydromechanische Stelleinrichtung im Wesentlichen aus einem Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben beweglich angeordnet ist. Mit dem Kolben ist einseitig aus dem Zylinder herausragend ein Verbindungselement vorhanden, welches das Stützorgan bildet, das endseitig mit einer, vorzugsweise beweglichen, Auflageplatte für den Bodenkontakt ausgerüstet ist. Dabei sind die Räume des Hydraulikzylinders auf beiden Seiten des Kolbens über ein Steuerventil einerseits mit einer Motorpumpeneinheit und andererseits mit einem Vorratsbehälter für ein Hydrauliköl verbunden. So ist es möglich, dass die Pumpe je nach Wunsch in die beiden Hydraulikzylinderräume das Hydrauliköl hineinpresst bzw. dieses herausgedrückt wird. Derartige Abstützeinrichtungen mit einer hydromechanischen Stelleinrichtung können für kleine Räderdurchmesser einfach oder bei größeren Aufbockmaßen auch als Teleskopeinheit ausgeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die Stützeinrichtung mit der hydromechanischen Stelleinrichtung und der Motorpumpeneinheit eine gemeinsame Baueinheit bilden. Jedoch kann auch in einer weiteren bevorzugten Ausführungsart die Motorpumpeneinheit als getrennte Baueinheit an die Abstützvorrichtung angebaut sein. In einem solchen Falle lassen sich bei Beschädigungen oder Störungen diese nicht mehr funktionsfähigen Baueinheiten leicht auswechseln.
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Die Bedienung der zentralen Steuer- und Regeleinheit kann durch in dem Fahrzeug eingebaute Bedienelemente oder aber auch durch eine Fernbedienung ausgeführt werden. Der Vorteil einer Fernbedienung ist darin zu sehen, dass die bedienende Person auch von außerhalb des Fahrzeuges den Nivellier- und Anhebungsvorgang beobachten kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1 Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der 1 schematisch dargestellten Ausführung eines Fahrzeuges mit Nivelliersensoren und Stelleinrichtungen;
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Die 1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches ein im Wesentlichen rahmen-förmiges Chassis 2 aufweist, auf dem sich ein Aufbau befindet, der als Wohncontainer oder Verkaufscontainer oder aber auch als Wohnanhänger ausgebildet sein kann. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist das Fahrzeug 1 als Wohnmobil dargestellt worden.
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Unterhalb des Chassis 2 ist im hinteren Bereich eine Achse 19 mit einem hinteren Randstand 5 und im vorderen Bereich ebenfalls eine Achse mit Rädern vorgesehen, wobei die vorderen Räder durch einen Antrieb des Fahrzeuges 1 angetrieben werden können.
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In der schematischen Darstellung nach 1 weist das Fahrzeug in seiner Längsrichtung eine Längsachse 3 auf, die sich im Wesentlichen mittig befindet. In einem Winkel von 90° zu der Längsachse 3 ist eine Querachse 4 dargestellt. Das Fahrzeug 1 ist mit Stelleinrichtungen 9, 10 und 11, 12 ausgestattet, wobei die Stelleinrichtungen entweder an dem Chassis 2 oder an anderen Rahmenteilen so weit wie möglich zur Außenseite des Fahrzeuges 1 platziert und angebracht sind. Die Wirkungsweise des Nivellier- und Anhebevorganges kann mit der zentralen Motorpumpeneinheit für die Stelleinrichtungen 9, 10, 11 und 12 oder mit dezentralen Motorpumpeneinheiten, die jeder Stelleinrichtung 9, 10, 11, 12 zugeordnet sind, ausgeführt werden.
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Wie der Darstellung nach 1 zu entnehmen ist, sind somit paarweise im hinteren Bereich, d. h. hinter dem hinteren Radstand 5 und der Achse 19 die Stelleinrichtungen 9, 10 und vor dem hinteren Radstand 5 die Stelleinrichtungen 11, 12 in einer Zugehörigkeit dargestellt worden. Durch diese Anordnung wird eine schonende Anhebung des Fahrzeuges 1 erreicht. Dafür sind zum einen ein Nivelliersensor 6 und zum anderen ein Nivelliersensor 7 die Garanten. Der Nivelliersensor 6 ist hinter der Achse 19, d. h. im Bereich einer der Stelleinrichtungen 9, 10 und der vordere Nivelliersensor 7 ist in dem Bereich einer der Stelleinrichtungen 11, 12, vorzugsweise im Bereich der Längsachse 3 angeordnet. Diese Beschreibung und auch die 1 machen deutlich, dass die Nivelliersensoren 6, 7 nicht Bestandteil einer Steuerregeleinheit 8 sind, die für den Betrieb der Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 eingesetzt wird.
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Bei einer Ausbildung der Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 in einer elektro-mechanischen Ausführung werden die Verbindungen 13, 14, 15, 16, 18 als elektrische Verbindungen zu der Steuer- und Regeleinheit 8 ausgeführt. Dieses kann auch in gleicher Art und Weise durch elektrische Verbindungen ausgeführt werden, wenn die Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 mit jeweils separaten Antriebsvorrichtungen ausgestattet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 als hydromechanische Stelleinrichtungen ausgebildet sind. In einem solchen Falle ist es möglich, dass die Steuer-/Regeleinheit 8 auch gleichzeitig eine Motorpumpeneinheit beinhaltet, so dass über die entsprechenden Verbindungen 13, 15, 16, 17 über Hydraulikleitungen eine Ansteuerung einer Kolbenzylindereinheit in den Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 ausgeführt werden kann. Auch hier ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform möglich, dass jede der Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 jeweils mit separaten Motorpumpeneinrichtungen versehen sind, in diesem Falle würden die Verbindungen 13, 15, 16, 17 als elektrische Ansteuerleitungen ausgebildet sein.
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Der Nivelliersensor 6 ist über eine elektrische Verbindung 14 und der Nivelliersensor 7 über eine elektrische Verbindung 17 mit der Steuer- und Regeleinheit 8 verbunden. Über diese elektrischen Verbindungen 14, 17 werden die von den Nivelliersensoren 6, 7 abgegebenen Signale zu der Steuerregeleinheit 8 weitergeleitet, in der eine Datenverarbeitungseinheit mit verschiedenen Ablaufprogrammen die Verarbeitung vornimmt, und zwar nach den größtmöglichen Sicherheitsstandards. Vor der Verarbeitung können die Signale entprellt bzw. gefiltert werden, um insbesondere Regelschwingungen zu vermeiden.
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So kann beispielsweise ein Regelvorgang durch die Steuer- und Regeleinheit 8 bei deren Aktivierung so aussehen, dass zuerst die paarweisen Stützeinrichtungen 9, 10 angesteuert werden. Bei einem ersten Bodenkontakt einer der Stelleinrichtungen 9, 10 wird diese Ansteuerung unterbrochen und die zweite Stelleinrichtung wird solange weiter angesteuert, bis der Nivelliersensor 6 eine waagerechte Lage des Fahrzeuges 1 zu einer Querachse 4 meldet. Diese Lage bedeutet, dass gleichzeitig der hintere Radstand 5 noch einen Bodenkontakt aufweist. Anschließend wird durch die Programmsteuerung der Steuer- und Regeleinheit 8 die Ansteuerung der Stelleinrichtungen 11, 12 ausgeführt, so dass auch hier bei einem ersten Bodenkontakt einer der Stelleinrichtungen 11 oder 12, dieser Stelleinrichtung die Ansteuerung abgeschaltet wird und die weitere dazugehörige Stelleinrichtung solange angesteuert wird, bis der Nivelliersensor 7 in Verbindung mit dem Nivelliersensor 6 eine waagerechte Lage des Fahrzeuges 1 auch zu einer Längsachse 3 signalisiert. Auch in diesem Falle bleibt der Bodenkontakt aller Räder des Fahrzeuges 1 bestehen. In einer anschließenden Feinjustierung kann in Verbindung mit den Nivellier-sensoren 6 und 7 und einem der Ablaufprogramme eine selektive Ansteuerung der Stelleinrichtungen 9, 10, 11, 12 solange ausgeführt werden, bis das gesamte Fahrzeug 1 angehoben und in einer waagerechten Stellung steht, wobei der Bodenkontakt der Räder erhalten bleibt. Der Bodenkontakt der Räder bedeutet eine Sicherung des Fahrzeuges insgesamt mit einem stabilen Gewichtsausgleich, der nicht durch die Federung des Fahrzeuges beeinflusst und ausgeglichen wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass nicht beide der paarweise vorhandenen Stelleinrichtungen 9, 10 oder 11, 12 gleichzeitig angesteuert werden, sondern zeitversetzt, so dass erst bei einem ersten Bodenkontakt einer dieser Stelleinrichtungen die zweite Stelleinrichtung angesteuert wird.
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Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Verwendung von mindestens zwei an unterschiedlichen Orten angeordneten Nivelliersensoren liegt darin, dass es nicht zu Beschädigungen oder Überlastung des Rahmens oder des Chassis 2 des Fahrzeuges kommen kann. Ferner wird durch die Programmsteuerung, neben einem Höchstmaß an Sicherheit für das stehende Fahrzeug 1 und Personen, eine schnelle lagegerechte Stabilisierung des Fahrzeuges 1 ausführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Chassis
- 3
- Längsachse
- 4
- Querachse
- 5
- Hinterer Radstand
- 6
- Nivelliersensor
- 7
- Nivelliersensor
- 8
- Steuer-/Regeleinheit
- 9
- Stelleinrichtung
- 10
- Stelleinrichtung
- 11
- Stelleinrichtung
- 12
- Stelleinrichtung
- 13
- Verbindung
- 14
- Elektrische Verbindung
- 15
- Verbindung
- 16
- Verbindung
- 17
- Elektrische Verbindung
- 18
- Verbindung
- 19
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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