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