Einreichung Thema der Projektarbeit Entwicklung und Konstruktion einer lenkbaren Abschleppvorrichtung für Tiefgaragen Name, Klasse und Adresse der HTL HTBLuVA Salzburg, 5AHMBT, Itzlinger Hauptstraße30 5020 Salzburg Name/n des/r Einreichenden Felix Niederreiter Wolfgang Ortler Florian Meister Name des betreuenden Professors / der betreuenden Professorin Prof. Dipl.-Ing. Markus Palir Einreichendes Fachgebiet Mobilitätstechnik

Eidesstattliche Erklärung Ich erkläre eidesstattlich, dass ich die Arbeit selbständig angefertigt, keine anderen Hilfsmittel als die angegebenen Hilfsmittel benutzt und alle aus ungedruckten Quellen, gedruckter Literatur oder aus dem Internet im Wortlaut oder im wesentlichen Inhalt übernommenen Formulierungen und Konzepte gemäß den Richtlinien wissenschaftlicher Arbeiten zitiert, durch Fußnoten gekennzeichnet bzw. mit genauer Quellenangabe kenntlich gemacht habe. Durch meine Signatur berechtige ich die Bosch Gruppe, die Einreichung zeitlich und räumlich unbeschränkt entweder selbst oder durch von ihr beauftragte Dritte unter Nennung der Urheber in Druckwerken, Internet, auf elektronischen Datenträgern sowie in der darauf bezogenen Werbung zu veröffentlichen. Datum Unterschriften der ProjektteilnehmerInnen

Projekt Kurzbeschreibung Momentan ist es für den ÖAMTC sehr umständlich, Fahrzeuge aus Tiefgaragen abzuschleppen. Eine geeignete Abschleppvorrichtung gibt es bisher nicht, daher gestaltet sich der Vorgang oft sehr schwierig und zeitraubend, bis der PKW aus der Tiefgarage entfernt ist. Mithilfe unserer Entwicklung soll es um vieles einfacher werden, ein Fahrzeug, auch mit blockierten Rädern, aus einer Tiefgarage zu entfernen.

Projekt Kurzbeschreibung Die Vorrichtung soll demontiert mit einem LKW vor Ort gebracht werden. Sie wird vor der Tiefgarage zusammengebaut und mit einer Anhängekupplung an einen PKW des ÖAMTC angekoppelt. Dieser PKW fährt in die Tiefgarage ein und schleppt das jeweilige Fahrzeug aus der Tiefgarage. Vor der Garage wird das Fahrzeug auf den LKW aufgeladen, die Vorrichtung zerlegt und wieder auf dem LKW verstaut. Die Abschleppvorrichtung ist nur für den Einsatz in Tiefgaragen gedacht, und nach den Vorgaben des ÖAMTC für eine maximale Achslast von 10kN und für eine Höchstgeschwindigkeit von 10 km/h ausgelegt. Durch eine flexible Längen- und Breitenverstellung ist ein breiter Anwendungsbereich gewährleistet.

Inhaltsverzeichnis Zielsetzung Folie 8 Anforderungen Folie 9 Entwurfshilfen Folie 10 Konzepterstellung Folie 11 Räder Folie 12 Verstellmöglichkeiten Folie 13 Zerlegbarkeit und Hydraulik Folie 14 FEM-Analysen Folie 15 Drehgelenk und Vorderachse Folie 16 Prototypenbau Folie 18

Zielsetzung Das Ziel des Projekts war es, dem ÖAMTC eine vollständig durchkonstruierte Abschleppvorrichtung zu liefern. Die Diplomarbeit beinhaltete die theoretischen Aspekte des Projektes, bis hin zu einem kompletten Zeichnungssatz für die Fertigung, Kostenschätzung, CE-Kennzeichnung und einer Betriebsanleitung. Derzeit gibt es keine vergleichbaren Abschleppvorrichtungen, um PKWs aus Tiefgaragen abschleppen zu können. Die Randbedingungen in den Tiefgaragen sind wesentlich schwieriger als im Freien, es kommen geringe Raumhöhe, enge Kurvenradien und steile Rampen hinzu. Daher stellt diese Konstruktion eine absolute Neuentwicklung dar. Lediglich die Abmessungen der Hubbrille konnten von den Abschleppfahrzeugen des ÖAMTC übernommen werden.

Anforderungen Das Anforderungsprofil an unsere Konstruktion bestand aus folgenden Punkten: Aufhängung am Zugfahrzeug mittels Anhängekupplung Zerlegbarkeit zum Transport Anhebezylinder betätigt durch Handpumpe Am Auto sollen zwei Reifen, also eine Achse angehoben werden Die Abschleppvorrichtung ist nur zur Nutzung in der Tiefgarage gedacht Verstellbare Spurweite für die verschiedensten Kfz Auslegung auf eine maximale (Achs-)Last von 10kN Maximale Geschwindigkeit von 10 km/h, dadurch müssen Schwingungsprobleme nicht beachtet werden. Um ein angemessenes Rollverhalten zu erreichen, sowie Bodenrillen etc. auszugleichen, sollten die Räder einen Durchmesser von mindestens 100mm aufweisen

Entwurfshilfen Als Orientierungshilfe wurde die rechts stehende Konstruktion herangezogen. Die Nachteile dieser sind allerdings, dass sie im ausgefahrenen Zustand für eine Tiefgarage zu lang ist, sie nicht platzsparend zerlegbar ist, und ein Fahrzeug mit blockieren Rädern gar nicht erst „aufgeladen“ werden kann. Die Abmessungen der Hubbrille wurden vom ÖAMTC übernommen, da diese bereits auf die verschiedensten Fahrzeug-Typen abgestimmt ist. Die Profile usw. wurden anschließend entsprechend abgeändert. http://www.feuerwehr-jahrings.at/images/ausruestung/abschleppachse_gross.jpg

Konzepterstellung Eine große Herausforderung bestand darin, die Position der Anheberäder zu bestimmen. Unter dem Fahrzeug selbst ist sehr wenig Platz. Es wären also nur sehr kleine Rollen in Frage gekommen, die aber wegen des schlechten Fahrverhaltens bei Bodenunebenheiten und Rillen für eine Tiefgarage hinderlich sind. Darum fiel nach einigem Überlegen die Wahl darauf, den „toten“ Raum unterhalb der Außenspiegel zu nutzen, um dort die Anheberäder zu platzieren, die von einem Hydraulikzylinder nach unten gedrückt werden, und so das Fahrzeug anheben.

Räder Bei den Rädern handelt es sich um Zukaufteile der Firma Blickle. Die Anheberäder haben ein Lenkgehäuse mit Richtungsfeststeller, da diese bei Kurvenfahrt mit aufgeladenem Fahrzeug einlenken können müssen. Beim Fahren ohne Fahrzeug müssen diese Räder jedoch gemäß einem zweiachsigen Anhänger fest stehen. Den Kurveneinschlag macht hier die Vorderachse allein.

Verstellmöglichkeiten Reifenanpassung Breitenverstellung: Da PKWs unterschiedliche Größen und daher auch unterschiedliche Spurweiten besitzen, muss die Hubbrille verstellbar sein. Anpassung an verschiedene Reifengrößen: Wie in der nebenstehenden Grafik zu erkennen ist, können die Einschubstangen in vier verschiedene Stellungen eingeschoben werden, um ein optimales Befestigen der Fahrzeugreifen zu ermöglichen. Längenverstellung: Je nach Fahrzeuglänge, muss auch die Abschleppvorrichtung angepasst werden. Der Abstand der einzelnen Stufen beträgt 150mm, wodurch sich ein Verstellbereich von 300mm ergibt. Breitenverstellung Längenverstellung

Zerlegbarkeit und Hydraulik Die gesamte Abschleppvorrichtung ist in vier einfach zu transportierende Segmente zerlegbar. Der Zusammenbau gestaltet sich durch Bolzenverbindungen sehr einfach. Lediglich die Hydraulikleitungen zwischen der an der Deichsel befestigten Handpumpe und den Zylindern müssen noch zusammengesteckt werden. Jeder Zylinder besitzt aus Sicherheitsgründen ein eigenes Absperrventil.

FEM-Analysen Für die Konstruktion der Hubbrille wurden mehrere Finite-Element- und Beul- Analysen durchgeführt, um die optimalen Profilformen auszuwählen. Die Anforderungen an diese Profile sind einerseits die möglichst einfache und kostengünstige Fertigung sowie ausreichende Festigkeit und Steifigkeit.

Drehgelenk und Vorderachse Um die Abschleppvorrichtung lenkbar zu machen, ist es notwendig, ein Drehgelenk in die Vorderachse der Abschleppvorrichtung einzubauen. Zudem muss auch eine horizontale Drehung der Deichsel zum Höhenausgleich vorgesehen werden. Hierbei ist zu beachten, dass das Drehgelenk genau im Zentrum der Vorderachse liegt, damit die beiden Räder eine optimale Drehbewegung ausführen können. Die Herausforderung lag darin, die horizontale und vertikale Drehung zu vereinen. Beim Schwenkkopf handelt es sich um drei einzelne Teile, die zusammengeschweißt werden. Um in den gefährdeten Bereichen die Spannungen nicht zu erhöhen, werden die Teile an der Innenseite jeweils mit einer mehrlagigen Kehlnaht verschweißt, sodass ein genügend großer Übergangsradius vorhanden ist.

Drehgelenk und Vorderachse Das folgende Explosionsansicht verdeutlicht den Aufbau der gesamten Vorderachse. Mit dieser Konstruktion ist eine optimale Funktion gewährleistet. Die Deichsel kann sich bei Bodenunebenheiten vertikal bewegen und zusammen mit der Vorderachse bei Kurvenfahrt einlenken.

Prototypenbau Um das Projekt auch in die Praxis umzusetzen, wurde der Bau eines Prototypen in Angriff genommen. Dieser steht aktuell kurz vor der Fertigstellung und Inbetriebnahme. Die Fertigung erfolgte weitestgehend in den Werkstätten der HTBLuVA Salzburg. Lediglich die Fertigung der Zylinder und der Materialzuschnitt wurden fremdvergeben.

Technische Beschreibung und Listung der Anlagen Technische Daten Maximale Fahrzeug-Achslast 10kN Höchstgeschwindigkeit 10km/h Gesamtmasse 150kg Spurweiten von 900-2200mm Verlängerung für große Fahrzeuge möglich Anhang: https://www.dropbox.com/sh/6b07exa4a2lrn9r/AABiDBbdz1rL-wR7HtD-BzD_a?dl=0 Enthalten sind ein tonloser Kurzfilm einige Bilder alle Baugruppen- und Schweißzeichnungen der Konstruktion

Fremd- und Eigenleistungen des Projekts Die für dieses Projekt notwendigen theoretischen Grundlagen, wie z.B. die Festigkeitslehre, stammen alle aus dem Schulunterricht. Die Entwicklung und Konstruktion der Abschleppvorrichtung wurde komplett in Eigenarbeit durchgeführt. Die Fertigung des Prototypen inklusive der Schweißarbeiten fand weitgehend in den Werkstätten der HTBLuVA Salzburg statt, mit Ausnahme der Zylinder (Fa. Wieder Maschinenbau GmbH) und des gesamten Materialzuschnittes mittels Laser (Fa. Meister GmbH). Die Kugelkupplung und Schwerlasträder sind Zukaufteile bei den Firmen Hahn bzw. Blickle. Die finanzielle Deckung des Projekts übernahm freundlicherweise der ÖAMTC.

Zusammenfassung Die Zielsetzung der Diplomarbeit wurde Voll und Ganz erreicht. Die theoretischen Aspekte des Projekts wurden alle abgehandelt. Dazu zählen ein vollständiges 3D-CAD-Modell, alle Fertigungs- und Baugruppenzeichnungen, sowie eine Kostenschätzung. Darüber hinaus wurden zu Präsentationszwecken aufwendige Animationen angefertigt. Für den ÖAMTC wurde eine Betriebsanleitung erstellt und die Vorarbeiten zur CE-Kennzeichnung durchgeführt, unter anderem auch eine Risikoanalyse. Die CE-Kennzeichnung kann anschließend vom ÖAMTC durchgeführt werden. Der Prototyp steht unmittelbar vor der Fertigstellung und Inbetriebnahme.