DE20000556U1 - Fahrsimulator - Google Patents

Description

Pat. 98157 ; l.Z. · I ! &iacgr; *&idigr; '· · Seite 1 von 5

Beschreibung

Der Fahrsimulator oder auch Jeepsimulator ist eine mobile Vorrichtung zum Schwenken eines kompletten KFZ um seine Längs- und Querachse.

Vorrichtungen üblicher Bauweise, die geeignet sind, komplette Fahrzeuge anzuheben und um Ihre Längs- oder Querachse zu neigen, besitzen eine bewegliche Plattform, auf denen die Räder des Fahrzeugs aufstehen. Dies erfordert relativ große Abmessungen, wodurch sich schlecht zugängliche Einsatzorte ausschließen. Bisherige Vorrichtungen ermöglichen lediglich das Bewegen um eine Drehachse. Ein Wechsel der Neigungsachse von Längsneigung auf Quemeigung machte ein Umsetzen des Fahrzeugs erforderlich. Eine Kombination von Längs- und Querneigung war bisher nicht möglich. Die Plattformen bisheriger Konstruktionen kippen meist nur zu einer Seite, sind in Bodennähe und damit für den äußeren Betrachter und den Insassen wenig spektakulär. Vorrichtungen üblicher Bauweise sind für einen mobilen Einsatz z.B. bei Promotionveranstaltungen ungeeignet.

Mit der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung wird eine mobile Vorrichtung geschaffen, die in der Lage ist, bei geringem Eigengewicht verschiedene, auch schwere Fahrzeuge - wie z.B. Jeeps - zum Erreichen der nötigen Bodenfreiheit zu heben und sie längs und quer in extreme Lagen zu neigen. Die Vorrichtung soll so beschaffen sein, daß die Einzelgewichte der Baugruppen von zwei Personen bewegt und montiert werden können. Hierbei sollen die geforderten Sicherheitsbestimmungen für „fliegende Bauten" und die Personenbeförderung eingehatten werden, was die Erfindung für folgende Einsätze geeignet macht:

• Insassen, die während des Betriebs im Fahrzeug sitzen, kann demonstriert werden, welche Fahrieistungen ein Jeep oder Allradfahrzeug im Gelände hat.

• Es können Wettbewerbe durchgeführt werden, bei denen ein oder zwei Fahrzeuginsassen das Fahrzeug über Steuerjoysticks selbst bewegen. Die Aufgabe besteht dann darin, entweder eine vom Veranstalter vorgegebene Längs- und Querneigung durch gefühlsmäßiges Abschätzen möglichst genau zu treffen, oder die tatsächliche Geländefähigkeit des Fahrzeugtyps möglichst genau abzuschätzen. Die Visualisierung der eingestellten Neigungen ist in diesem Fall nur für das Publikum sichtbar.

Pat. 98157 · :.:..: : : .« j; ; Seite 2 von 5

• Zu Werbezwecken und zur Präsentation von Fahrzeugen, die lediglich straßentauglich sind, z.B. in Autohäusern oder Messehallen.

Mit der Erfindung mrt den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen wird der Promotion- und Werbebranche eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die in der Lage ist, Fahrzeuge in extreme Längs- und Seltenneigung oder eine Kombination von beiden zu bringen und das Fahrzeug damit beeindruckend zu präsentieren. Die Betriebsbereitschaft kann in relativ kurzer Zeit durch zwei Personen hergestellt werden. Der benötigte Anhänger für den Transport darf von nahezu jedem üblichen PKW gezogen werden.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun welter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 0 Kurzbeschreibung

Fig. 1 Übersichtszeichnung von vom, Betriebszustand „Querneigung-35°"

Fig. 2 Übersichtszeichnung von vorn, Betriebszustand ,Querneigung 0^0u

Fig. 3 Übersichtszeichnung von vom, Betriebszustand „Quemeigung +35°"

Fig. 4 Übersichtszeichnung seitlich, Betriebszustand „Längsneigung -45°"

Fig. 5 Übersichtszeichnung seitlich, Betriebszustand „Längsneigung O⁰"

Fig. 6 Übersichtszeichnung seitlich, Betriebszustand „Längsneigung +45°"

Fig. 7 Übersichtszeichnung von vom, Aufbauzustand 1

Fig. 8 Übersichtszeichnung seitlich, Aufbauzustand 1

Fig. 9 Übersichtszeichnung seitlich, Aufbauzustand 2

Fig. 10 Übersichtszeichnung perspektivisch, Fuß und Antriebe

Fig. 11 Baugruppe B3, Draufsicht, Schnitte

Fig. 12 Baugruppe B3.1, Ansicht u. Schnitte

Fig. 13 Baugruppe B3.2, Ansicht u. Schnitte

Fig. 14 Baugruppe B2, Draufsicht, Seitenansicht u. Schnitte

Fig. 15 Baugruppe B1, Draufsicht und Schnitte

Fig. 16 Baugruppe B1, Detail Gelenkkopf

Fig. 17 Baugruppe B4, Ansicht und Schnitte

Pat. 98157 · ·.;,«: J ; .· J; | Seite 3 von 5

In den Zeichnungen wurden folgende Bezugszeichen verwendet:

• Baugruppen sind durch ein „B" vor der fortlaufende Nummer gekennzeichnet und von einem Sechseck umschlossen.

• Normteile oder besonders bearbeitete Teile sind durch ein „Z" vor der fortlaufenden Nummer gekennzeichnet und von einem Sechseck umschlossen.

• Profil- und Walzstahl ist mit einer „0" vor der fortlaufenden Nummer gekennzeichnet und von einem Kreis umschlossen

• Bleche besitzen lediglich eine fortlaufende Nummer in einem Kreis.

Unter dem KFZ wird ein Traversenrahmen Baugruppe (B1) montiert, der an statisch geeigneten Punkten mit der Karosserie verschraubt wird oder diese lagesicher umschließt. Die hierzu erforderlichen Aufnahmen bestehen aus Blechen (1) bis (6), die auf den Querriegeln (01) und (02) sitzen und auf jedes Fahrzeug angepaßt werden müssen. Die Querriegel (01) und (02) werden über die Bleche (9) und (10) mit dem Rohr (03) über Schrauben (Z7) befestigt, wobei hier über ein Lochraster die Abstände angepaßt werden können. Die erforderlichen Festigkeiten der Rohre (03) werden durch Verstärkungsbleche (11) und (12) den Erfordernissen angepaßt.

Der Traversenrahmen (B1) wird unter dem in Horizontallage befindlichen Fahrzeug so ausgerichtet, daß das Rohr (04) und der Rohrflansch (Z2) unter dem Fahrzeugschwerpunkt liegen. Der Fahrzeugschwerpunkt liegt in Horizontallage des KFZ somit direkt über den Drehachsen (längs wie quer).

Das Rohr (04) liegt während des Betriebs in den offenen Lagermulden aus Kurvenrollern (Z4), die sich an der Stirnseite der Wippe, Baugruppe (B2), befinden.

Im aufgebauten Zustand liegt das Rohr (04) in den offenen Lagermulden aus Kurvenrollern (Z4), die sich an der Stirnseite der Wippe (B2) befinden. Ggf. wird hier ein Sicherungsbügel angeordnet, der ein Abheben des Rohrs (04) aus der Schale vermeidet. Die Kurvenroller besitzen einen Paßsitz im Blech (17) und sind durch selbstsichernde Muttern (Z6) befestigt. Das Blech (17) ist mit den Rohren (06) verschweißt. Die erforderlichen Festigkeiten der Rohre (06) werden durch Verstärkungsbleche (14) bis (16) den Erfordernissen angepaßt.

Der Traversenrahmen wird durch einen linear wirkenden Antrieb (B5), der über einen Gelenkkopf (Z12), einen Bolzen (Z13) und ein drehbares Gabellager angeschlagen ist, in seiner Längsneigung verändert. Das Gabellager Fig. 16 ist am Querriegel (01) befestigt und

Pat. 98157 ', ; * · ' !.Jj: % Seite 4 von 5

durch Gleit oder Nadellager (Z9), die in der Hülse (210) um den Bolzen (Z11) drehen, weitgehend reibungsfrei gelagert. Der Antrieb ist getriebeseitig mit der Schwenkplatte Baugruppe (B3.2) verschraubt, die sich in dem Fuß (B3) um zwei Achsen bewegen kann.

Die Querneigung wird durch einen Linerarantrieb des selben Typs wie für die Längsneigung durch Bewegen der Wippe (B2) verändert. Der Antrieb ist ebenfalls mit einem Gelenkkopf (Z12) und Bolzen (Z13) an dem Wippenhebel, Rohr (08) und (09) über die Gabelausbildung (13) angeschlossen und auf der Getriebeseite ebenfalls über eine Schwenkplatte (B3.1) mit dem Fuß (B3) verbunden.

Die Schwenkplatten können zu jedem Zeitpunkt im Fuß verbleiben. Die drehbare Lagerung der Schwenkplatten erfolgt über Kugellager (Z14) auf Zapfen (Z15), der durch Schraubanschluß (Z16) bis (Z18) mit den Rohren des Fußes verbunden ist. Die Kugellagergehäuse (Z14) sind mit den Kopfplatten (23) des Trägers (022) bzw. den Kopfplatte (27) des Trägers (023) verschraubt oder verschweißt.

Die Befestigung der Antriebe erfolgt durch Verschraubung der Getriebe mit dem Blech (24). In der Baugruppe (B3.2) ist das Blech (24) über das schwenkbare Blech (26) mit dem Träger (023) verbunden, wobei das Drehlager über einen Gelenkkopf (Z19) gebildet wird, dessen Gewindestift über eine Schraubhülse (Z20) und seine Kugel über Schraube (Z21), Scheibe (Z22) und Mutter (Z23) befestigt ist.

Als Linearantriebe kommen elektrische- oder elektropneumatische Spindeielemente sowie Hydraulikantriebe in Frage. Beispielhaft in den Zeichnungen dargesteift sind elektrische Spindelantriebe, da mit Ihnen bei dem Prototyp gute Erfahrungen gemacht wurden. Die Spindelelemente (B5) bestehen aus einer Spindel mit Schutzrohr (B5.1), Getriebe (B5.2), Kupplungsglocke (B5.3) und dem Motor (B5.4). Die Spindel ist selbsthemmend und durch eine Sicherheitsfangmutter im Getriebe gegen Tragmutterbruch gesichert.

Der Fuß (B3) als räumliches Fachwerk aus den Rohren (010) bis (021) ist so ausgebildet, daß sich die schwenkenden Antriebe in den nötigen Grenzen in ihm frei bewegen können. Die oberen Querrohre (010) nehmen über eine Passung die Lagereinheiten (Z8) in vorgegebener Lage auf, in denen sich die Lagerzapfen der Wippe (Z3) drehen. Die Lagereinheiten (Z8) werden durch Schrauben befestigt und mit der Wippe (B3) während des Transports demontiert. Die Aufstandsbasis in Form eines Doppelkreuzes aus Rohr (019) und (021) ist so bemessen, daß sie ein ausreichendes Standmoment zur Aufnahme der beim Schwenken auftretenden Kippmomente (durch Auswandern des Schwerpunkts und Massenkräfte) besitzt, im Bereich der Zapfen (Z15) werden die Rohre durch Winkelstähle (024) und (025) verstärkt.

Das Doppelkreuz des Fußes (B3) steht ausgerichtet auf der Montageplatte (B7) und wird an ihr zur Erhöhung der Standsicherheit durch Schrauben oder Gurte befestigt.

Pat. 98157

• · &igr;

Die Lage des Fahrzeugs wird durch Sensorscheiben oder Inkrementalgeber, die an den drehenden Achsen befestigt sind, erfaßt und über eine SPS, die auf die gewünschten oder maximal möglichen Neigungen programmiert wird, ausgewertet. Auf eine Darstellung wurde verzichtet, da die Bauteile dem Stand der Technik entsprechen. Die Antriebe werden je nach Geräteeinsatz durch Steuerjoysticks, Schalter oder fest programmierte Demoabläufe gesteuert.

In der Aufbauphase wird das Fahrzeug auf zwei Radrampen (B6.1) gefahren, die auf der Bodenplatte (B7) justiert sind und mit zwei Zurrgurten, die gleichzeitig die Reifen umfassen, unverrückbar und zugfest verbunden werden. Nach Montage des Traversenrahmens (B1) werden die Montageschwenkplatten (B4) in die Rohrhülsen (05) gesteckt, die Getriebe der Spindelantriebe (B5) mit (B4) verschraubt und die Gabelköpfe (Z22) entsprechend Fig. 8 in die Bodenaufnahmen (B6.2) gesteckt.

Die Aufnahmen (B6.2) sind mit Zentrierbolzen versehen, die in Löcher der Platte (B7) greifen und den Antrieben eine Position verschaffen, daß die vom Antrieb erzeugte Hubkraft hinter dem Fahrzeugschwerpunkt liegt. Je nach Fahrzeuggewicht kann die Hilfskonstruktion (B6.4) montiert werden, die aus dem Rohr (027) und dem Blech (22) besteht. Das Rohr steht parallel zur Spindel, besitzt einen gemeinsamen Drehpunkt mit Gelenkkopf (Z12) und gleitet während des Aufbockens in der Hülse (028) der Baugruppe (B4). Das Rohr (027) übernimmt Stellkräfte, die aus der Lagerreibung zwischen (Z23) und (Z1) resultieren, wodurch die Querkräfte auf die Spindel reduziert werden.

Nach Anheben des Fahrzeugs in eine Lage entsprechend Fig. 9 wird der Fuß (B3) mit montierter Wippe (B2) unter den Traversenrahmen geschoben und das Fahrzeug abgesenkt, bis das Rohr (04) in der Lagermulde aus Kurvenrollern (Z4) liegt. Der Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt in diesem Zustand zischen den Radrampen und dem Rohr (04), was ermöglicht, die Antriebe (B5) einzufahren, von den Montageschwenkplatten (B4) zu demontieren und sie in ihrer endgültige Position mit den Schwenkplatten (B3.1) und (B3.2) zu verschrauben. Nach Einhängen der Gelenkköpfe (Z12) in die Gabelaufnahmen (14) und (19) und Lösen der Zurrgurte (B6.3) kann die Inbetriebnahme erfolgen. Die Radrampen (B6.1), Baugruppen (B4) sowie die Bodenaufnahme (B6.2) können entfernt werden.

Der Abbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge .

Claims (16)

1. Der Fahrsimulator oder auch Jeepsimulator ist eine mobile Vorrichtung zum Schwenken eines kompletten KFZ um seine Längs- und Querachse, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Lage des Fahrzeugs der Fahrzeugschwerpunkt über den Drehachsen für die Längs- und Seitenneigung liegt und die Antriebe lediglich die Kräfte aufnehmen müssen, die aus dem vertikalen Schwerpunktsabstand zu den Drehachsen resultieren. Bei Neigung des Fahrzeugs wandert der Schwerpunkt aus und führt zu einem Moment um die Drehachse, welches von den Antrieben über Normalkräfte aufgenommen wird.

2. Simulator nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Fahrzeug ein Traversenrahmen (B1) montiert wird, der an statisch geeigneten Punkten mit der Karosserie verschraubt wird oder diese lagesicher umschließt.

3. Simulator nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Traversenrahmen (B1) ein Mittelrohr (04) besitzt, welches als Drehachse für die Längsneigung während des Betriebs in den offenen Lagermulden aus Kurvenrollem (Z4), die sich an der Stirnseite der Wippe Baugruppe (B2) befinden, bewegt. Der am Mittelrohr (04) verschweißte Flansch (Z2) bewegt sich hierbei zwischen den Kurvenrollem (Z5), die auf dem Riegel (07) der Wippe (B2) angebracht sind und das querfeste Lager darstellen.

4. Simulator nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenneigung des Fahrzeugs durch Kippbewegung der Baugruppe (B2) um die Lagereinheiten (Z8) bewirkt wird, die auf dem Simulatorfuß (B3) montiert sind.

5. Vorrichtung nach Schutzanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (B2) für den Transport leicht abnehmbar ist, indem die Lagereinheiten (Z8) durch eine Passung einen vorgegeben Sitz auf dem Simulatorfuß (B3) haben und durch Schrauben befestigt werden.

6. Simulator nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß linear wirkende Antriebseinheiten (B5) während des Betriebs definierte Längenänderungen ausführen, die über Gelenkköpfe und Hebelarme zu einer Drehbewegung um die jeweilige Achse umgelenkt werden.

7. Vorrichtung nach Schutzanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebe der Antriebselemente (B5) über Schwenkplatten (B3.1 und B3.2) mit dem Fuß (B3) verbunden sind und sich schwenkend innerhalb dieser räumlichen Fachwerkkonstruktion bewegen.

8. Simulator nach Schutzanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselemente (B5) elektrische oder elektropneumatische Spindelelemente sowie Hydraulikzylinder zur Anwendung kommen können.

9. Simulator nach Schutzanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente (B5) sowohl für das Aufbocken als auch für die Bewegungsabläufe während des späteren Betriebs genutzt werden können, sofern dies aus wirtschaftlichen Erwägungen sinnvoll ist.

10. Simulator nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbocken des Fahrzeugs durch linear wirkende Antriebselemente erfolgt, die am Fahrzeugschwerpunkt angreifen (Fig. 8) und das Fahrzeug mit dem Drehpunkt um die Vorderachse um das erforderliche Maß anheben.

11. Vorrichtung nach Schutzanspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufbockzustandes der Kraftschluß zwischen Antrieb (85) und dem Rohrstutzen (05) über die Baugruppe (B4) erfolgt, deren Rohrhülse (Z24) über Nadellager oder beschichtete Gleitbuchsen (Z1) drehbar in dem Rohr (05) gelagert ist.

12. Vorrichtung nach Schutzanspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppen (84) ohne weitere Hilfsmittel durch Einschieben oder Herausziehen der Rohrhülsen (Z24) montiert oder demontiert werden können.

13. Vorrichtung nach Schutzanspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelkopf des Antriebs in eine dafür vorgesehene Aufnahme (B6.2) greift, die auf der Bodenplatte (B7) so positioniert und unverrückbar angebracht ist, daß die vom Antrieb erzeugte Hubkraft hinter dem Fahrzeugschwerpunkt liegt.

14. Vorrichtung nach Schutzanspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß je nach Gewicht des Fahrzeugs eine Hilfskonstruktion (B6.4) montiert werden kann, die in der Hülse (028) an der Baugruppe (B4) gleitet und die Querkräfte, die der Antrieb infolge von Gleitwiderständen zwischen (Z23) und (Z1) erhält, reduziert.

15. Vorrichtung nach Schutzanspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Schwenkplatten (B3.1 und 3.2) durch Kugellager erfolgt.

16. Vorrichtung nach Schutzanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Lagereinheit (Z8) um ein Kugellager handelt.