AT528251A1

AT528251A1 - Kraftheber mit elektrischer Antriebseinheit

Info

Publication number: AT528251A1
Application number: ATA60085/2024A
Authority: AT
Original assignee: Johann Hoellwart
Priority date: 2024-04-29
Filing date: 2024-04-29
Publication date: 2025-11-15
Also published as: WO2025228550A1; EP4661642A1

Abstract

Kraftheber für ein Fahrzeug, umfassend zumindest einen Grundrahmen (1) zur Befestigung des Krafthebers an dem Fahrzeug, eine Trage- und Antriebseinheit (2) zum Tragen und Antreiben eines Anbaugerätes, sowie zumindest einen Oberlenker (3) und zumindest einen 5 Unterlenker (4), wobei die Trage- und Antriebseinheit (2) über Oberlenker (3) und Unterlenker (4) an dem Grundrahmen (1) angelenkt ist, wobei der Kraftheber zumindest einen elektrischen Antrieb (5) zum Antreiben des Anbaugerätes umfasst.

Description

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Kraftheber mit elektrischer Antriebseinheit

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftheber für ein Fahrzeug, sowie ein Fahrzeug, insbesondere eine elektrisches Kommunalfahrzeug, mit zumindest einem

solchen Kraftheber.

Stand der Technik

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Kraftheber grundsätzlich bekannt. Diese werden bei (Nutz-) Fahrzeugen verwendet, um Anbaugeräte (Arbeitsgeräte), wie beispielsweise Kehrmaschinen, Mähwerke, Mähbalken, Mulcher, Schneefräsen und (Schnee-)Pflüge,

anzukuppeln und anzuheben.

[0003] Zum Antrieb entsprechender Anbaugeräte, insbesondere zum Antrieb von Kehrmaschinen, Mähwerken, Mähbalken, Mulchern und Schneefräsen, wird dabei in der Regel auf den Nebenabtrieb des jeweiligen Fahrzeugs zurückgegriffen. Das Anbaugerät wird hierzu über eine Gelenkwelle mit der Zapfwelle des Fahrzeugs verbunden und so die notwendige Antriebsenergie zur Verfügung gestellt. Dies setzt jedoch gewisse bauliche Gegebenheiten bei dem Fahrzeug, insbesondere im Front- und Heckbereich, voraus und

stellt daher eine Einschränkung hinsichtlich des Fahrzeugdesigns dar.

[0004] Zudem bedingt diese Art der Versorgung des Anbaugerätes mit Antriebsenergie eine kräfteübertragende Verbindung zwischen Fahrzeug und Anbaugerät, welche Verbindung selbst bei durch den Kraftheber vermittelten Relativbewegungen zwischen Fahrzeug und Anbaugerät noch zuverlässig funktioniert. Insbesondere wenn sich durch diese Relativbewegungen der Abstand zwischen Zapfwelle des Fahrzeugs und Anschluss des Anbaugerätes verändert, müssen Gelenkwellen mit zwei Kardangelenken und einem Schubgelenk für den Längsausgleich eingesetzt werden. Mit steigendem Beugewinkel und steigendem Drehmoment sinkt jedoch der Wirkungsgrad und steigt der Verschleiß bzw. die

Versagenswahrscheinlichkeit solcher Gelenkwellen.

[0005] Alternativ kann auch auf Anbaugeräte zurückgegriffen werden, die über einen eigenen Antrieb verfügen. Naturgemäß sind solche Anbaugeräte teurer als Anbaugeräte

ohne eigenen Antrieb.

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Aufgabe der Erfindung

[0006] Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine besonders effiziente und zuverlässige Ankupplung eines Anbaugerätes an ein Nutzfahrzeug zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Versorgung des Anbaugerätes mit Antriebsenergie mit einem hohen Wirkungsgrad und im Wesentlichen unabhängig von einer Relativbewegung bzw. Arbeitsstellung des Anbaugerätes zu ermöglichen. Weitere

Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Darstellung der Erfindung

[0007] Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Kraftheber für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Kommunalfahrzeug, umfassend

zumindest a. einen Grundrahmen zur Befestigung des Krafthebers an dem Fahrzeug,

b. eine Trage- und Antriebseinheit zum Tragen und Antreiben eines

Anbaugerätes, sowie

c. zumindest einen Oberlenker und zumindest einen Unterlenker, wobei die Trage- und Antriebseinheit über Oberlenker und Unterlenker an dem

Grundrahmen angelenkt (oder: schwenkbar verbunden) ist,

wobei der Kraftheber zumindest einen elektrischen Antrieb zum Antreiben des

Anbaugerätes umfasst.

[0008] Anders als herkömmliche Kraftheber umfasst der erfindungsgemäße Kraftheber demnach also einen eigenen elektrischen Antrieb. Der elektrische Antrieb ist an einem Element des Krafthebers montiert und damit integraler Bestandteil des Krafthebers. Da das jeweilige Anbaugerät, das über den Kraftheber an das Fahrzeug angekuppelt werden soll, durch diesen elektrischen Antrieb mit Antriebsenergie versorgt wird, spielen Relativbewegungen zwischen Anbaugerät und Fahrzeug keine Rolle mehr in Bezug auf die Versorgung des Anbaugerätes mit Antriebsenergie; es kommt nur noch darauf an, ob bzw. wie sich die Relativposition des Anbaugerätes in Bezug auf eine Zapfwelle des elektrischen Antriebs des Krafthebers verändert. Zudem ermöglicht der erfindungsgemäße Kraftheber, der als Front- und Heckkraftheber eingesetzt werden kann, die Verwendung solcher (anzutreibender) Anbaugeräte selbst bei Fahrzeugen, für über keinen entsprechenden

Nebenabtrieb verfügen.

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[0009] Der erfindungsgemäße Kraftheber kann insbesondere als Frontkraftheber für Elektrofahrzeuge eingesetzt werden und für eine Tragkraft bis zu 1000 kg ausgelegt sein. Bei dem Grundrahmen kann es sich um eine Schweißkonstruktion handeln, die der Kräfteaufnahme bzw. -übertragung dient. Der Grundrahmen vermittelt die Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen und kann Versorgungsanschlüsse, insbesondere Anschlüsse für Hydraulik, Wasser, Strom (Gerätesteuerung, Anbaugeräte), umfassen. An dem Grundrahmen kann ein Arbeitszylinder, beispielsweise ein Hydraulikzylinder (200 Bar), zum Verschwenden des Unterlenkers vorgesehen sein. Die Trage- und Antriebseinheit ermöglicht die Montage des Anbaugerätes an dem Kraftheber und die Versorgung des Anbaugerätes mit Antriebsenergie. Sie kann dabei durch eine (mehrteilige, insbesondere zweiteilige) Rahmenkonstruktion ausgebildet sein, welche Rahmenkonstruktion über Oberund Unterlenker an dem Grundrahmen angelenkt ist und an welcher Rahmenkonstruktion der elektrische Antrieb — bzw. dessen Komponenten, wie beispielsweise E-Motor, Getriebe und Motorsteuerung — montiert ist bzw. sind. Die Trage- und Antriebseinheit kann darüber hinaus (gegebenenfalls genormte) Befestigungspunkte zur Befestigung des Anbaugerätes an dem Kraftheber aufweisen. Der (oder die) Unterlenker kann starr ausgebildet und, vorzugsweise elektro-hydraulisch, verstellbar bzw. verschwenkbar an dem Grundelement gehalten sein, um eine Höheneinstellung der Trage- und Antriebseinheit zu bewirken; alternativ oder zusätzlich kann der Unterlenker derart an dem Grundrahmen gehalten sein, dass die Trage- und Antriebseinheit schwimmend an dem Grundrahmen gehalten ist. Der (oder die) Unterlenker kann über Kugelkopfgelenke mit dem Grundrahmen und der Trageund Antriebseinheit verbunden sein. Der (oder die) Oberlenker kann, beispielsweise elektrohydraulisch, längenverstellbar ausgebildet sein, um — in einer durch den Unterlenker vorgegebenen Höhenstellung des Anbaugerätes — eine Stabilisierung und Lageeinstellung

des Anbaugerätes zu ermöglichen.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trage- und Antriebseinheit zumindest ein Basiselement sowie ein lösbar mit dem Basiselement verbundenes Anbauelement umfasst. Vorzugsweise ist der elektrische Antrieb an dem Basiselement montiert und weist das Anbauelement Befestigungspunkte zur Befestigung des Anbaugerätes an dem Kraftheber auf. Das Basiselement und/oder das

Anbauelement können rahmenartig ausgebildet sein.

[0011] Diese zweiteilige Ausbildung der Trage- und Antriebseinheit erweist sich einerseits hinsichtlich der Montage des Anbaugerätes an dem Kraftheber als vorteilhaft; insbesondere kann das Anbauelement im optimaler Weise für diesen Zweck ausgelegt sein, beispielsweise über entsprechende (genormte) Befestigungspunkte verfügen. Andererseits

kann das Basiselement speziell für die Aufnahme des elektrischen Antriebs und dessen

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Komponenten, für die Anbindung der Ober- und Unterlenker sowie für die benutzerfreundliche und auf den jeweiligen Anwendungsfall bzw. das verwendete Anbaugerät abstimmbare, lösbare Verbindung mit dem Anbauelement ausgelegt sein. Dabei kann das der Kraft- und Drehmomentaufnahme dienende Basiselement aus Stahl gefertigt und im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet sein oder einen plattenförmigen Abschnitt aufweisen. Vorzugsweise können beidseitig mehrere Schraubpunkte (Durchgangs- oder Gewindebohrungen) für eine höhenverstellbare Befestigung des Anbauelementes (Anbauplatte) an dem Basiselement vorgesehen sein. Dadurch kann eine Einstellungsmöglichkeit der Arbeitshöhe des jeweiligen Anbaugerätes bereitgestellt werden. Auch das Anbauelement kann aus Stahl(blech) gefertigt und im Wesentlichen

plattenförmig ausgebildet sein oder einen plattenförmigen Abschnitt aufweisen.

[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass

die Befestigungspunkte durch Bolzen und/oder Langlöcher ausgebildet sind.

[0013] Vorzugsweise kann das Anbauelement, das im Allgemeinen rahmenartig ausgebildet sein kann, im Bereich der Langlöcher (beispielsweise durch Doppelblech) verstärkt bzw. ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist das Anbauelement an dessen Oberseite zur Aufhängung des Anbaugerätes zwei Bolzen und in einem unteren Stirnbereich zwei Langlöcher auf, welche Langlöcher vorzugsweise jeweils einseitig über einen Randbereich des Anbauelementes zugänglich sind. Die Kombination von entsprechenden Bolzen zur Aufhängung und Langlöchern zur Fixierung des Anbaugerätes ermöglicht eine besonders zuverlässige, gleichzeitig aber zeitsparende und sichere

Anbringung des Anbaugerätes an dem erfindungsgemäßen Kraftheber.

[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Basiselement und/oder das Anbauelement Befestigungsmittel umfasst bzw. umfassen, um das Anbauelement zumindest in einer ersten Stellung und in einer zweiten Stellung

lösbar mit dem Basiselement zu verbinden.

[0015] Dadurch wird es möglich, eine Höhenstellung des Anbaugerätes am Kraftheber exakt einzustellen. Beispielsweise kann das Anbaugeräte in einer ersten Höhenstellung betrieben werden, wenn das Anbauelement in der ersten Stellung mit dem Basiselement verbunden ist, und in einer zweiten Höhenstellung, welche zweite Höhenstellung in Höhenrichtung betrachtet, über der ersten Höhenstellung liegt, wenn das Anbauelement in der zweiten Stellung mit dem Basiselement verbunden ist. Durch Vorsehen einer dritten und weiterer Stellungen, in der das Anbauelement am Basiselement der Trage- und Antriebseinheit montiert werden kann, kann die Höheneinstellung der Arbeitsstellung des

Anbaugerätes beliebig genau vorgenommen werden. Somit wird der Kraftheber dazu

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geeignet, in Verbindung mit unterschiedlichen Anbaugeräten sowie in Verbindung mit

unterschiedlichen Fahrzeugen.

[0016] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der elektrische Antrieb einen Elektromotor umfasst, welcher Elektromotor eine Zapfwelle des Krafthebers antreibt. Vorzugsweise weist der Elektromotor einen Drehzahlbereich von

0-1500 Umdrehungen pro Minute auf und kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden.

[0017] Dadurch, dass der elektrische Antrieb des Krafthebers einen Elektromotor umfasst, kann der erfindungsgemäße Kraftheber bzw. das daran befestigte Anbaugerät äußerst geräuscharm betrieben werden. In Verbindung mit elektrischen Nutzfahrzeugen lässt sich zudem ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielen. Außerdem können Elektromotoren relativ kompakt ausgebildet sein, sodass eine besonders geschützte Unterbringung des Elektromotors am Kraftheber ermöglich wird, insbesondere im Bereich zwischen Trage- und Antriebseinheit und Grundrahmen, umgeben von den Ober- und Unterlenkern. Auf diese Weise lässt sich der Elektromotor besonders effektiv vor

mechanischer Beschädigung schützen.

[0018] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zapfwelle über eine stirnseitige Aussparung des Anbauelementes zugänglich ist, um

eine Wirkverbindung mit dem Anbaugerät zu ermöglichen.

[0019] Die Zapfwelle dient dazu, die durch die Antriebseinheit, insbesondere durch den Elektromotor, generierte mechanische Antriebsenergie dem Anbaugerät zur Verfügung zu stellen. Dadurch dass die Zapfwelle an ebenjenem Teil des Krafthebers bereitgestellt ist, an welchem Teil auch das Anbaugerät selbst befestigt ist, ist eine besonders einfache, zuverlässige und effiziente Kräfteübertragung sichergestellt. Dabei kann die Zapfwelle vollständig innerhalb des Krafthebers, insbesondere vollständig innerhalb der Trage- und Antriebseinheit, angeordnet und auf diese Weise vor ungewollter äußerer Krafteinwirkung geschützt sein. Die stirnseitige Aussparung, die gemäß dieser Ausführungsform in einer (im Betriebszustand dem Anbaugerät zugewandten) Stirnseite der Trage- und Antriebseinheit vorgesehen ist, ermöglicht dabei eine einfache Zugänglichkeit der Zapfwelle zur

Herstellung der die Übertragung der Antriebsenergie vermittelnden Wirkverbindung.

[0020] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der elektrische Antrieb ein Getriebe umfasst, über welches Getriebe der Elektromotor an

dem Basiselement montiert ist.

[0021] Über das Getriebe kann die über die zapfwelle abgegebene Leistung im

Drehzahlbereich des Elektromotors optimiert werden. Gerade im erfindungsgemäß

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bevorzugten Drehzahlbereich von 0-1500 U/min. ermöglicht dies einen besonders effizienten Betrieb des Anbaugerätes. Die Montage als Getriebe-Motor-Einheit am Basiselement ermöglicht zudem eine besonders kompakte und platzsparende Unterbringung der Komponenten des elektrischen Antriebs an der Trage- und

Antriebseinheit.

[0022] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elektromotor und das Getriebe an einer von dem Anbauelement abgewandten Seite

des Basiselementes vorgesehen sind.

[0023] Somit befindet sich die Elektromotor-Getriebe-Einheit an der einen Seite des Basiselementes, während sich das Anbauelement — und somit im Betriebszustand auch das Anbaugerät — auf der anderen Seite des Basiselementes befindet bzw. befinden. Somit sind die Elektromotor-Getriebe-Einheit und das Anbauelement — bzw. im Betriebszustand auch das Anbaugerät — durch das Basiselement voneinander getrennt. Dies führt zu einer besonders geschützten Unterbringung der Komponenten des elektrischen Antriebs, zumal Getriebe und Elektromotor im Betriebszustand besser vor aufgewirbeltem Erdreich, Steinen

etc. geschützt sind.

[0024] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der elektrische Antrieb eine Motorsteuerung umfasst, welche Motorsteuerung vorzugsweise an dem Basiselement montiert ist. Diese Motorsteuerung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, mit Steuerungselementen des Fahrzeugs und/oder des Anbaugerätes zu

kommunizieren.

[0025] Dadurch kann ein Betriebszustand des Anbaugerätes, des elektrischen Antriebs des Krafthebers und/oder des Fahrzeugs optimiert werden. Durch Befestigung der Motorsteuerung direkt am Basiselement wird die Versagensanfälligkeit des elektrischen Antriebs erheblich reduziert, da die Motorsteuerung somit in unmittelbarer Nähe des Elektromotors und des Getriebes — also der zu steuernden Komponenten des elektrischen Antriebs — angeordnet ist, wodurch entsprechende Kabelverbindungen kurz gehalten und zumindest diese, vorzugsweise sämtliche, Komponenten des elektrischen Antriebs vor Beschädigung geschützt an dem Basiselement untergebracht werden können,

beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse.

[0026] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, den elektrischen Antrieb in Abhängigkeit eines

Betriebszustandes des Fahrzeugs zu regeln. Hierzu kann die Motorsteuerung dazu

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eingerichtet sein, mit Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere einer Motorsteuerung

des Fahrzeugs, zu kommunizieren.

[0027] Insbesondere wird es dadurch möglich, das Anbaugerät in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit, oder von anderen Betriebsparametern, des Fahrzeuges zu betreiben. Beispielsweise kann ein Mähwerk oder eine Kehrmaschine bei geringerer Fahrgeschwindigkeit mit geringerer Leistung betrieben werden, während die Leistung bei höheren Fahrgeschwindigkeiten erhöht werden kann. Diese Ausführungsform verbessert

somit die Betriebseffizienz des Anbaugerätes und reduziert dessen Verschleiß.

[0028] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, einen Fahrzeugantrieb des Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des elektrischen Antriebs zu regeln. Hierzu kann die Motorsteuerung dazu eingerichtet sein, mit Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere

einer Motorsteuerung des Fahrzeugs, zu kommunizieren.

[0029] So kann beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, oder andere Betriebsparameter, des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Leistungsaufnahme des Anbaugeräts geregelt werden. Hierdurch wird es möglich, das System umfassend das Anbaugerät, den

Kraftheber und das Fahrzeug möglichst effizient zu betreiben.

[0030] Außerdem ermöglicht die Motorsteuerung des elektrischen Antriebs auch einen vollautomatischen Betrieb des Anbaugeräts, wodurch sich die Benutzerfreundlichkeit des Fahrzeugs erhöht. Allerdings wird durch den erfindungsgemäßen elektrischen Antrieb mit Motorsteuerung aber auch bereits eine Grundlage zur Verwendung von Anbaugeräten im

Zusammenhang mit autonomen Fahrzeugen gelegt.

[0031] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundrahmen Anschlüsse zur Versorgung des Anbaugerätes umfasst, insbesondere

Hydraulikanschlüsse, Wasseranschlüsse und/oder Stromanschlüsse.

[0032] Solche Anschlüsse können durch entsprechende Versorgungsleitungen des Fahrzeugs gespeist werden und die Benutzerfreundlichkeit weiter erhöhen. Insbesondere kann ein Benutzer (z.B. Fahrer) beim Ankuppeln des Anbaugerätes an das Fahrzeug mittels des Krafthebers sämtliche benötigte Anschlüsse herstellen (etwa Wasser- und Stromanschlüsse bei einer Kehrmaschine), ohne hierfür mit Fahrzeugkomponenten jenseits des Krafthebers interagieren zu müssen. Sämtliche benötigte Anschlüsse werden direkt am Fahrzeugheber bereitgestellt. Hierdurch erhöht sich die Handhabungssicherheit

und die Benutzerfreundlichkeit. Zudem können entsprechende Verbindungsleitungen zum

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Anbaugerät vergleichsweise kurz gehalten werden, wodurch sich die Betriebssicherheit erhöht.

[0033] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine, vorzugsweise sämtliche, Oberlenker längenverstellbar ausgebildet ist

bzw. sind.

[0034] Insbesondere ist eine elektro-hydraulische Längenverstellbarkeit denkbar. Somit kann über den oder die Oberlenker eine Arbeitsposition des Anbaugerätes, nämlich hinsichtlich einer Kippstellung, noch genauer eingestellt werden. Eine Einstellung einer

Arbeitshöhe des Anbaugerätes kann über den oder die Unterlenker bewirkt werden.

[0035] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass

der zumindest eine Unterlenker zumindest

a. einen ersten Abschnitt, an welchem ersten Abschnitt der Unterlenker

drehbar mit der Trage- und Antriebseinheit verbunden ist,

b. einen zweiten Abschnitt, welcher zweite Abschnitt sich verjüngend von dem ersten Abschnitt erstreckt und an welchem zweiten Abschnitt der

Unterlenker drehbar mit dem Grundrahmen verbunden ist, sowie

cC. einen dritten Abschnitt umfasst, welcher dritte Abschnitt sich in eine quer zum ersten Abschnitt und/oder zum zweiten Abschnitt verlaufende Richtung erstreckt, vom ersten Abschnitt oder vom zweiten Abschnitt abragt und an welchem dritten Abschnitt der Unterlenker mit einem Betätigungselement

verbunden ist.

[0036] Somit kann der dritte Abschnitt, der vorzugsweise vom zweiten Abschnitt abragt, als Hebel verwendet werden, über welchen Hebel das Betätigungselement, etwa ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Zylinder, den Unterlenker rotieren kann, um die Trage- und Antriebseinheit anzuheben oder abzusenken. Diese Form des Unterlenkers hat sich als besonders ergonomisch erwiesen und ermöglicht zugleich eine besonders kompakte Bauweise des Krafthebers. In einer zweiarmigen Ausführung, gemäß welcher der Unterlenker durch zwei parallel zueinander verlaufende und mittels einer Querstrebe verbundene Arme ausgebildet ist, sind im ersten Abschnitt zwei Aufnahmen zur Verbindung des Unterlenkers mit der Trage- und Antriebseinheit und im zweiten Abschnitt zwei Aufnahmen zur Verbindung des Unterlenkers mit dem Grundrahmen vorgesehen. Diese zweiarmige Ausführung ermöglicht eine besonders stabile und zuverlässige Führung der

Trage- und Antriebseinheit.

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[0037] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kraftheber genau einen

Unterlenker der vorstehend beschriebenen Art.

[0038] Dadurch kann der Aufbau des Krafthebers besonders einfach gehalten,

gleichzeitig aber eine hohe Stabilität und Tragekraft gewährleistet werden.

[0039] Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Fahrzeug, insbesondere Kommunalfahrzeug, umfassend einen Frontkraftheber und/oder einen Heckkraftheber, wobei der Frontkraftheber und/oder der Heckkraftheber durch den erfindungsgemäßen Kraftheber gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist

bzw. sind.

[0040] Auf dieses, mit dem erfindungsgemäßen Kraftheber ausgestattete Fahrzeug treffen die weiter oben, im Zusammenhang mit dem Kraftheber getätigten Aussagen

sinngemäß zu.

Kurzbeschreibung der Figuren

[0041] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die folgenden Ausführungen sollen den Erfindungsgedanken aber weder

einengen noch abschließend wiedergeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Krafthebers,

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung des Krafthebers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Grundrahmens,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Unterlenkers,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Trage- und Antriebseinheit,

Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung der Trage- und Antriebseinheit,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Basiselementes der Trage- und

Antriebseinheit,

Fig.8 eine schematische Darstellung des Anbauelementes der Trage- und

Antriebseinheit und

Fig. 9 eine weitere schematische Darstellung des Anbauelementes der Trage- und

Antriebseinheit.

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Wege zur Ausführung der Erfindung

[0042] In Fig. 1 und Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Kraftheber in einer

Ausführungsvariante abgebildet.

[0043] Zunächst umfasst der Kraftheber einen Grundrahmen 1 (siehe Fig. 3), welcher Grundrahmen 1 zur Befestigung bzw. Montage des Krafthebers an einem Fahrzeug, insbesondere an einem Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einem Kommunalfahrzeug, dient. Über einen Unterlenker 4 (siehe Fig. 4) und — hier — zwei Oberlenker 3 ist eine Trage- und Antriebseinheit 2 (Fig. 5, 6, 7, 8 und 9) an dem Grundrahmen 1 angelenkt, wobei die Trageund Antriebseinheit 2 zum Tragen und Antreiben eines Anbaugerätes, etwa einer Kehrmaschine, eines Mähbalkens, eines Mulchers oder einer Schneefräse, dient. Erfindungsgemäß weist der Kraftheber zumindest einen elektrischen Antrieb 5 auf, welcher

elektrische Antrieb 5 — hier — an der Trage- und Antriebseinheit 2 montiert ist.

[0044] Der Grundrahmen 1, der in Fig. 3 detailliert dargestellt ist, umfasst einen Montageabschnitt 19, welcher Montageabschnitt 19 der Montage des Grundrahmens 1 an dem jeweiligen Fahrzeug dient, sowie einen Anbindungsabschnitt 20, welcher Anbindungsabschnitt 20 Lenkeraufnahmen 21 für die Oberlenker 3 und den Unterlenker 4 aufweist. Zudem weist der Grundrahmen 1 eine Halterung 22 für ein Betätigungselement, das hier als Hydraulikzylinder 23 ausgebildet ist und das zur Betätigung des Unterlenkers 4 dient, auf. Darüber hinaus sind Ausnehmungen 24 für Anschlüsse zur Versorgung des Anbaugerätes mit Strom, Wasser oder zur Versorgung eines Hydrauliksystems des

Anbaugerätes vorgesehen.

[0045] Der einer Höhenverstellung der Trage- und Antriebseinheit 2 dienende Unterlenker 4 ist in Fig. 4 detailliert dargestellt. Abgebildet ist eine zweiarmige Ausführung, wobei der Unterlenker 4 durch zwei parallel zueinander verlaufende und mittels einer Querstrebe 25 verbundene Lenkerarme 26 ausgebildet ist. In einem ersten Abschnitt 16 des Unterlenkers 4 sind zwei Aufnahmen zur Verbindung des Unterlenkers 4 mit der Trage- und Antriebseinheit 2 ausgebildet; in einem zweiten Abschnitt 17 sind zwei Aufnahmen zur Verbindung des Unterlenkers 4 mit dem Grundrahmen 1 vorgesehen. Ein dritter Abschnitt 18 des Unterlenkers 4, welcher dritte Abschnitt 18 hier annäherungsweise orthogonal vom zweiten Abschnitt 17 abragt, wird als Hebel genutzt, über welchen Hebel das hier als Hydraulikzylinder 23 ausgebildete Betätigungselement den Unterlenker 4 um die entsprechende Lenkeraufnahme 21 rotieren kann, um die Trage- und Antriebseinheit

anzuheben oder abzusenken.

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[0046] Aus den Fig. 5 und Fig. 6 ist die Trage- und Antriebseinheit 2 im Detail ersichtlich. Dabei umfasst die Trage- und Antriebseinheit 2 zunächst ein Basiselement 6 sowie ein Anbauelement 7, wobei — hier — sowohl am Basiselement 6 als auch am Anbauelement 7 jeweils seitlich mehrere Durchgangsbohrungen 27 für eine höhenverstellbare, lösbare Befestigung (etwa Verschraubung) des Anbauelementes 7 an dem Basiselement 6 vorgesehen sind. Die Fig. 5 und 6 zeigen die Trage- und Antriebseinheit 2 in einem Zustand, indem das Basiselement 6 und das Anbauelement 7 in einer bestimmten Höhenstellung zusammengesetzt sind; durch die Durchgangsbohrungen 27 hindurchgeführte Befestigungsmittel (z.B. Schrauben) sind nicht dargestellt. Das Basiselement 6 ist in Fig. 7 als separates Bauteil dargestellt; das Anbauelement 7 ist in den Fig. 8 und 9 separat

dargestellt — und zwar in einer perspektivischen Ansicht (Fig. 8) und in einer Vorderansicht (Fig. 9).

[0047] An dem Anbauelement 7 sind Befestigungspunkte 8 zur Befestigung des Anbaugerätes an dem Kraftheber vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Befestigungspunkte 8 einerseits durch Bolzen 9 ausgebildet, welche Bolzen 9 in einem oberen Umfangsbereich des Anbauelementes 7 in Höhenrichtung abragen; andererseits sind in einem unteren Bereich einer Stirnseite des Anbauelementes 7 weitere, durch Langlöcher 10 ausgebildete Befestigungspunkte 8 vorgesehen, welche Langlöcher 10 zu einem seitlichen Umfangsbereich des Anbauelementes 7 hin offen sind. In der Stirnseite des Anbauelementes 7 ist darüber hinaus eine Aussparung 13 vorgesehen, über

welche Aussparung 13 eine Zapfwelle 13 des Krafthebers (von außen) zugänglich ist.

[0048] Das Basiselement 6 (siehe auch Fig. 7) weist an einer von dem Anbauelement 7 abgewandten Innenseite Lenkeraufnahmen 21 für die beiden Oberlenker 3 und den Unterlenker 4 auf. Zudem sind an ebenjener Innenseite auch ein Elektromotor 11 und ein Getriebe 14 montiert, wobei die Zapfwelle 12 der Übertragung von Antriebsenergie an das Anbaugerät dient und zu diesem Zweck aus dem Getriebe 14 heraus und durch eine Öffnung des Basiselementes 6 hindurch ragt. In einem seitlichen Umfangsbereich des

Basiselementes 6 ist außerdem eine Motorsteuerung 15 für den Elektromotor 11 montiert.

[0049] Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Krafthebers gemäß dem oben

beschriebenen Ausführungsbeispiel lässt sich wie folgt zusammenfassen:

[0050] Der über den Grundrahmen 1 am Fahrzeug befestigte Kraftheber ist dazu vorgesehen, ein Anbaugerät anzukuppeln und anzutreiben. Hierzu wird zunächst — beispielsweise mittels einer Gelenkwelle — eine Wirkverbindung zwischen dem Anbaugerät und der Zapfwelle 12 des Krafthebers hergestellt, um das Anbaugerät mit Antriebsenergie

Zu versorgen. Außerdem wird das Anbaugerät unter Zuhilfenahme der Bolzen 9 auf das

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Anbauelement 7 gehängt und unter Zuhilfenahme der Langlöcher 10 an das Anbauelement 7 angeschraubt, um das Anbaugerät an die Trage- und Antriebseinheit 2 des Krafthebers anzukuppeln. Das Ankuppeln und die Herstellung der Wirkverbindung können auch in einem gemeinsamen Arbeitsschritt (gleichzeitig) erfolgen. Im Vorfeld kann durch Einstellung einer Höhenstellung des Anbauelementes 7 an dem Basiselement 6 eine

Voreinstellung einer Arbeitshöhe des Anbaugerätes vorgenommen werden.

[0051] Um die Trage- und Antriebseinheit 2 während des Betriebs des Fahrzeuges anzuheben und abzusenken, kann der Unterlenker 4 mittels des Hydraulikzylinders 23 um die entsprechende Lenkeraufnahme 21 des Grundrahmens 1 rotiert werden. Entsprechende Steuerungssignale können beispielsweise vom Fahrzeug stammen. Auf diese Weise kann die Arbeitshöhe des Anbaugerätes während des Betriebs eingestellt werden. Um zusätzlich auch noch eine Kippstellung des Anbaugerätes einzustellen, kann — beispielsweise ebenfalls elektro-hydraulisch — eine Länge der Oberlenker 3 variiert werden, wodurch das Basiselement 6 der Trage- und Antriebseinheit 2 (aus der Vertikalen) gekippt wird. Somit führt auch das (lösbar) mit dem Basiselement 6 verbundene Anbauelement 7 eine entsprechende Kippbewegung aus, die sich somit auf das dort

angekuppelte Anbaugerät überträgt.

[0052] Da die Antriebsenergie für das Anbaugerät von dem direkt an der Trage- und Antriebseinheit 2 vorgesehenen elektrischen Antrieb 5 stammt, kommt es während des Betriebs des Anbaugerätes zu keinen Relativbewegungen zwischen Anbaugerät und Elektromotor 11, zumindest nicht in einem praktisch relevanten Ausmaß. Dies führt dazu, dass die Übertragung von Antriebsenergie auf das Anbaugerät höchst effizient möglich ist, zumal (insbesondere durch eine Höheneinstellung anhand des Anbauelementes 7) ein Beugewinkel der zur Übertragung der Antriebsenergie verwendeten Welle bzw. Gelenkwelle minimal gehalten werden kann, wodurch eine praktisch verlustfreie Übertragung von Antriebsenergie auf das Anbaugerät ermöglicht ist. Zudem ist eine äußerst zuverlässige Ankupplung des Anbaugerätes an das (Nutz-) Fahrzeug gewährleistet, da die zur Übertragung der Antriebsenergie verwendete Welle bzw. Gelenkwelle kurz gehalten und größtenteils, vorzugsweise vollständig, innerhalb des Anbaugerätes und/oder des Krafthebers geführt werden kann, wodurch die Schadensanfälligkeit durch äußere

Krafteinwirkung äußerst gering ist.

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1 Grundrahmen 2 Trage- und Antriebseinheit

3 Oberlenker

4 Unterlenker

5 elektrischer Antrieb 6 Basiselement

7 Anbauelement

8 Befestigungspunkte

9 Bolzen 10 Langloch 11 Elektromotor

12 Zapfwelle

13 Aussparung

14 Getriebe

15 Motorsteuerung 16 erster Abschnitt 17 zweiter Abschnitt 18 dritter Abschnitt 19 Montageabschnitt 20 Anbindungsabschnitt 21 Lenkeraufnahme 22 Halterung

23 Hydraulikzylinder 24 Ausnehmungen 25 Querstrebe

26 Lenkerarm

27 Durchgangsbohrung

Bezugszeichenliste

24041P-AT

Claims

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1.

Patentansprüche

Kraftheber für ein Fahrzeug, umfassend zumindest a. einen Grundrahmen (1) zur Befestigung des Krafthebers an dem Fahrzeug,

b. eine Trage- und Antriebseinheit (2) zum Tragen und Antreiben eines

Anbaugerätes, sowie

C. zumindest einen Oberlenker (3) und zumindest einen Unterlenker (4), wobei die Trage- und Antriebseinheit (2) über Oberlenker (3) und Unterlenker (4)

an dem Grundrahmen (1) angelenkt ist,

wobei der Kraftheber zumindest einen elektrischen Antrieb (5) zum Antreiben des

Anbaugerätes umfasst.

Kraftheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trage- und Antriebseinheit (2) zumindest ein Basiselement (6) sowie ein lösbar mit dem Basiselement (6) verbundenes Anbauelement (7) umfasst, wobei der elektrische Antrieb (5) an dem Basiselement (6) montiert ist und wobei das Anbauelement (7) Befestigungspunkte (8) zur Befestigung des Anbaugerätes an dem Kraftheber

aufweist.

Kraftheber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte

(8) durch Bolzen (9) und/oder Langlöcher (10) ausgebildet sind.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (6) und/oder das Anbauelement (7) Befestigungsmittel umfasst bzw. umfassen, um das Anbauelement (7) zumindest in einer ersten Stellung und in einer

zweiten Stellung lösbar mit dem Basiselement (6) zu verbinden.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (5) einen Elektromotor (11) umfasst, welcher Elektromotor (11) eine Zapfwelle (12) des Krafthebers antreibt.

Kraftheber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfwelle (12) über eine stirnseitige Aussparung (13) des Anbauelementes (7) zugänglich ist, um eine

Wirkverbindung mit dem Anbaugerät zu ermöglichen.

15

20

25

30

Ing. Johann Höllwart 15/17 24041P-AT

10.

11.

12.

13.

14.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (5) ein Getriebe (14) umfasst, über welches Getriebe (14) der

Elektromotor (11) an dem Basiselement (6) montiert ist.

Kraftheber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11) und das Getriebe (14) an einer von dem Anbauelement (7) abgewandten Seite des

Basiselementes (6) vorgesehen sind.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (5) eine Motorsteuerung (15) umfasst, welche Motorsteuerung

(15) vorzugsweise an dem Basiselement (6) montiert ist.

Kraftheber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerung (15) dazu eingerichtet ist, den elektrischen Antrieb (5) in Abhängigkeit eines

Betriebszustandes des Fahrzeugs zu regeln.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerung (15) dazu eingerichtet ist, einen Fahrzeugantrieb des Fahrzeugs in

Abhängigkeit eines Betriebszustandes des elektrischen Antriebs (5) zu regeln.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (1) Anschlüsse zur Versorgung des Anbaugerätes umfasst,

insbesondere Hydraulikanschlüsse, Wasseranschlüsse und/oder Stromanschlüsse.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine, vorzugsweise sämtliche, Oberlenker (3) längenverstellbar

ausgebildet ist bzw. sind.

Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der

zumindest eine Unterlenker (4) zumindest

a. einen ersten Abschnitt (16), an welchem ersten Abschnitt (16) der

Unterlenker (4) drehbar mit der Trage- und Antriebseinheit (2) verbunden ist,

b. einen zweiten Abschnitt (17), welcher zweite Abschnitt (17) sich verjüngend von dem ersten Abschnitt (16) erstreckt und an welchem zweiten Abschnitt (17) der Unterlenker (4) drehbar mit dem Grundrahmen (1) verbunden ist,

sowie

cC. einen dritten Abschnitt (18) umfasst, welcher dritte Abschnitt (18) sich in eine

quer zum ersten Abschnitt (16) und/oder zum zweiten Abschnitt (17)

verlaufende Richtung erstreckt, vom ersten Abschnitt (16) oder vom zweiten Abschnitt (17) abragt und an welchem dritten Abschnitt (18) der Unterlenker (4) mit einem _Betätigungselement, insbesondere mit einem

Hydraulikzylinder (23), verbunden ist.

5 15. Fahrzeug, insbesondere Kommunalfahrzeug, umfassend einen Frontkraftheber und/oder einen Heckkraftheber, wobei der Frontkraftheber und/oder der Heckkraftheber durch den Kraftheber nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet

ist bzw. sind.