-
Die Erfindung betrifft ein Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen mit mindestens zwei Achsen, insbesondere Antriebsachsen, die bei Schienenbetrieb auf den Schienen aufstehen.
-
Zweiwegefahrzeuge können sowohl über normale Straßenverkehrsflächen auf eigener Achse fahren, als auch auf Schienen sich bewegen. Neben dem Einsatzzweck für Unterhaltsarbeiten und Bauarbeiten an Gleiskörpern kommen solche Zweiwegefahrzeuge in Industriegeländen mit Gleisanschluss zum Einsatz, um einzelne Güterwaggons bis hin zu ganzen Zügen auf den Gleisanlagen des Werksgeländes bewegen zu können. Hierbei ist die Eigenschaft, sich auch über eigene Achse auf Verkehrsflächen bewegen und dadurch zwischen verschiedenen Punkten der Gleisanlagen versetzt werden zu können, besonders wichtig, da die Gleisanlagen eines Werksgeländes im Regelfall nicht so umfangreich mit Weichen und Gleisverbindungen ausgelegt sind, dass ein Rangieren allein mit schienengeführten Fahrzeugen in jedem Fall möglich wäre.
-
Als Zweiwegefahrzeuge sind Lastkraftwagen bekannt, die vor der Vorderachse sowie hinter der Hinterachse jeweils eine zusätzliche, absenkbare Spurkranzachse mit Spurkranzrädern aufweisen. Im Straßenbetrieb wird der Lastkraftwagen mit angehobenen Spurkranzachsen bewegt und für den Schienenbetrieb wird der Lastkraftwagen in einem geeigneten Bereich auf die Gleise gefahren, die Spurkranzachsen werden abgesenkt sowie die Lenkung der gelenkten Achse in Mittellage festgelegt. Der Antrieb auf dem Gleis erfolgt dabei durch die angetriebenen und gummigereiften Räder des Lastkraftwagens.
-
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass ein vollständiger Lastwagen benötigt wird mit den entsprechenden Kosten, der aufgrund seiner Umrüstung nur sehr eingeschränkt für sonstige Zwecke einsetzbar ist. Weiterhin weist diese Art von Fahrzeugen eine erhebliche Größe auf und erfordert daher auch die entsprechenden Abstellflächen im Bereich des Werksgeländes.
-
Ebenfalls bekannt sind spezielle Rangiergeräte, die vier Räder aufweisen, die jeweils einzeln als Drehschemellenkung gedreht werden können, um quer aus dem Gleis sowie auf Verkehrsflächen zu fahren. Ein weiteres, neueres Konzept ist ein Fahrzeug mit zwei gummibereiften Starrachsen, deren Räder nicht gelenkt werden können, wobei der Achsenabstand der Spurweite entspricht. Ein Lenken auf Verkehrsflächen erfolgt dann durch einen Einzelradantrieb mit voneinander differenzierenden Drehzahlen bis hin zu einem Drehen auf der Stelle, indem die Räder der einen Seite mit abweichenden Drehzahlen oder gar entgegengesetzt angetrieben werden zu denen der anderen Seite.
-
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass nur eine beschränkte Antriebsleistung bzw. Zugkraft auf dem Gleis zur Verfügung steht, wenn solche Fahrzeuge elektrisch angetrieben werden sollen, da dann eine entsprechend große Traktionsbatterie untergebracht werden muss. Bei einer Ausführungsform mit zwei Starrachsen kann dann nicht mehr ein ausreichend kurzer Achsabstand eingehalten werden, so dass ein Drehen auf der Stelle zu Schäden auf der Fahrbahnoberfläche führen kann bzw. nicht mehr möglich ist und zu große Lenkradien bei dem Fahrbetrieb auf Verkehrsflächen entstehen. Ein elektrischer Antrieb ist jedoch oftmals wünschenswert, um auch innerhalb von Hallen Waggons auf Gleisen verschieben zu können und um die mit Verbrennungsmotoren verbundene Abgase zu vermeiden.
-
Aus der
DE 297 23 673 U1 ist eine zweirichtungsfahrbahre Universal-Zugmaschine für die Schienenfahrt sowie für die Befahrung von Straßen bekannt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zweiwegefahrzeug, das auf Verkehrsflächen fahren kann sowie auf Schienen als Zugfahrzeug einsetzbar ist, zur Verfügung zu stellen, das eine hohe Zugkraft auf Schienen aufbringt.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Zweiwegefahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen mit mindestens zwei Achsen, insbesondere Antriebsachsen, die bei Schienenbetrieb auf der Schiene aufstehen und deren Räder in Bezug auf einen Lenkeinschlag starr montiert sind, eine absenkbare und um eine senkrechte Achse drehbare Lenkrolle so angeordnet ist, dass bei abgesenkter Lenkrolle das Zweiwegefahrzeug nur auf der Lenkrolle sowie einer Achse als Straßenachse aufsteht.
-
Bei den Zweiwegefahrzeugen, von denen die Erfindung ausgeht, dienen mindestens zwei Achsen zum Übertragen der Gewichtskraft des Zweiwegefahrzeugs auf die Schienen und im Regelfall auch beide Achsen für den Antrieb auf Schienen, um die gewünschten Zugkräfte zu erreichen. Als Achse ist dabei die jeweils beidseitige Montage eines Rades anzusehen, unabhängig ob zwischen den Rädern ein starrer Achskörper als Verbindung vorhanden ist, oder jeweils eine Montage direkt an einem Fahrzeugrahmen erfolgt. Bei den genannten Zweiwegefahrzeugen sind die Räder üblicherweise nicht gefedert und ist die Montage der Räder insofern starr, als kein Lenkeinschlag für eine Kurvenfahrt im Straßenbetrieb vorgenommen werden kann. Dabei weisen die Räder der Achsen im Regelfall Gummiauflagen auf und sind einzeln angetrieben, bevorzugt durch Elektromotoren. Getrennt von der Funktion der Gewichtsabstützung und des Antriebs sind noch Spurführungsmittel vorgesehen, die bei Schienenbetrieb das Zweiwegefahrzeug auf dem Gleis halten. Ausführungsbeispiele und denkbare Lösung für solche Spurführungsmittel sind zusätzliche Achsen aus kleinen Spurkranzrollen, die im Schienenbetrieb auf das Gleis abgesenkt werden. Diese werden im Regelfall nahe an den Rädern der Achsen angeordnet, beispielsweise vor der Vorderachse und hinter der Hinterachse. Indem nun durch die Lenkrolle das Zweiwegefahrzeug im Straßenbetrieb bei gewünschter enger Kurvenfahrt so angehoben wird, dass nur eine verbleibende Achse, die im Straßenbetrieb im Falle einer engen Kurvenfahrt als Straßenachse dient, noch auf dem Boden aufsteht, kann das Zweiwegefahrzeug als Dreiradfahrzeug bewegt werden und sehr viel wendiger gelenkt werden. Insbesondere kann die Lenkrolle so ausgelegt sein, dass vorteilhaft eine stark seitliche Bewegung aus dem Gleis heraus bzw. in das Gleis hinein beim Auf-/Ausgleisen möglich wird. Durch die erfindungsgemäße Ausführung kommt es bei enger Kurvenfahrt gegenüber einer Lenkung mittels nicht eingeschlagener Räder und seitenweise mit unterschiedlichen Drehzahlen angetriebenen Rädern zu einer Schonung der Fahrbahnoberfläche auf den Verkehrsflächen und zu einer erheblichen Verringerung des Reifenabtriebs im Straßenbetrieb. Zugleich kann eine deutlich erhöhte Wendigkeit und ein Drehen fast auf der Stelle auch bei einem größeren Radstand der Achsen erreicht werden, wie er insbesondere für die Aufnahme von großen und leistungsfähigen Traktionsbatterie in dem Falle von Elektrofahrzeugen erforderlich ist. Für das Fahren von größeren Kurvenradien ist es möglich, auch auf Verkehrsflächen und im Straßenbetrieb mit nicht abgesenkter Lenkrolle und auf beiden Achsen zu fahren und durch unterschiedliche Drehzahlen der Antriebsräder zwischen beiden Seiten zu lenken. Eine Hubvorrichtung für das Absenken der Lenkrolle kann eine elektrische Hubvorrichtung sein, beispielsweise eine mit einer Gewindestange arbeitende Hubvorrichtung, oder eine hydraulische Hubvorrichtung, beispielsweise mit einem Hubzylinder.
-
In einer Ausbildung der Erfindung können die Räder der Straßenachse mit unabhängiger Drehzahl angetrieben werden und kann eine Kurvenfahrt im Straßenbetrieb durch eine Drehzahldifferenz der Räder bewirkt werden.
-
Dies ermöglicht auf sehr einfache Art und Weise eine Lenkbewegung, ohne dass hierfür in jedem Fall ein aktiver Lenkeinschlag der Lenkrolle notwendig ist.
-
Vorteilhaft weist die Lenkrolle einen Nachlauf auf und kann sich selbstständig auf den Lenkwinkel einstellen.
-
Durch den Nachlauf weist der Aufstandspunkt der Lenkrolle auf dem Boden einen Hebelarm gegenüber der senkrechten Drehachse der Lenkrolle auf und die Lenkrolle stellt sich bei einer seitlichen Kraft automatisch in die Richtung der Kraft ein. Es kann eine sehr einfache Lösung erreicht werden, bei der die Lenkrolle allein eine Hubbewegung ausführt und sich ansonsten selbsttätig auf den Lenkwinkel im Straßenbetrieb einstellt.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Lenkwinkel der Lenkrolle eingestellt werden.
-
Dies vereinfacht die Steuerung, da allein durch einen Lenkmotor, der den Einschlagswinkel der Lenkrolle steuert, im Straßenbetrieb ein Lenken erfolgen kann. Hierfür ist nur eine sehr geringe Antriebsleistung erforderlich.
-
Die Lenkrolle kann angetrieben sein.
-
Dadurch können auch sehr große Lenkeinschlagwinkel genutzt werden und ergeben sich kleine Wendekreise. Insbesondere stehen als Lenkrollen die bei Flurförderzeugen häufig genutzten kompakten Antriebseinheiten für gelenkte Antriebsräder von Dreiradstaplern oder Lagertechnikgeräten kostengünstig zur Verfügung. Mit diesen lässt sich die erfindungsgemäße Lösung unter Nutzung bereits vorhandener Bauelemente leicht und kostengünstig umsetzen, indem noch eine zusätzliche Hubvorrichtung vorgesehen wird.
-
Die Lenkrolle kann eine Doppelrolle sein.
-
Eng nebeneinander stehende Räder in Form einer Doppelrolle weisen dieselben vorteilhaften Eigenschaften auf wie eine Einzelrolle, ermöglichen jedoch eine erheblich höhere Traglast.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lenkrolle mindestens bis auf einen Lenkwinkel von 90° zur Längsachse des Zweiwegefahrzeugs einstellbar.
-
Dadurch ergibt sich ein minimaler Wendekreis.
-
Vorteilhaft kann die Lenkrolle um 360° gedreht werden.
-
Dadurch ergibt sich größtmögliche Wendigkeit.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lenkrolle in einer Fahrzeugmittellinie nahe der zweiten Achse angeordnet.
-
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung können mit der mindestens einen weiteren Achse auch dieser Achse zugeordnete Spurführungsmittel für den Schienenbetrieb mit angehoben werden.
-
Da für den Straßenbetrieb bereits die weitere Achse angehoben wird, können durch die Hubbewegung der Lenkrolle zugleich auch die Spurführungsmittel, insbesondere als zusätzliche Spurführungsachse ausgebildete Spurkranzrollen, mit angehoben werden und benötigen keine eigene Hubvorrichtung. Dadurch ergeben sich Vereinfachungen und Kosteneinsparungen.
-
Vorteilhaft können die Spurführungsmittel aus einem Spurkranz der Räder der mindestens einen weiteren Achse bestehen.
-
Indem die Räder der mindestens einen weiteren Achse, die im Straßenbetrieb durch die Lenkrolle angehoben wird und in diesem Fall angehoben werden muss, einen Spurkranz aufweisen, kann der Aufwand für zusätzliche Spurkranzrollen vermieden werden. Es ergibt sich auch eine bessere Traktion im Schienenbetrieb, da kein Gewichtsanteil über die Spurkranzrollen abgestützt wird und als Reibungsgewicht verloren geht. Ebenfalls wird die Führung in der Schiene beim Schienenbetrieb verbessert, insbesondere das Kurvenverhalten. Ein solcher Spurkranz kann bei einer oder mehreren weiteren Achsen, die im Straßenbetrieb angehoben werden, vorgesehen sein.
-
Es können der Straßenachse zugeordnete Spurführungsmittel für den Schienenbetrieb vorhanden sein, die für den Schienenbetrieb abgesenkt und im Straßenbetrieb angehoben werden können, insbesondere Spurkranzrollen.
-
Vorteilhaft ist eine weitere Achse für den Schienenbetrieb vorhanden, die durch die Lenkrolle im Straßenbetrieb angehoben wird.
-
Durch eine weitere Achse mit angetriebenen Rädern, die bevorzugt auch mit einer Gummiauflage versehen sind und Gewichtskraft auf die Schiene aufbringen, kann die Zugkraft des Zweiwegefahrzeugs im Schienenbetrieb vergrößert werden. Beispielsweise kann diese dritte Achse mit der zweiten Achse in Form einer Tandemachse zusammengefasst werden. Insbesondere ist es auch denkbar, für die zweite und dritte Achse nur ein Spurführungsmittel vorzusehen.
-
Besonders vorteilhaft ist Erfindung für ein Zweiwegefahrzeug, dessen Energieversorgung durch eine elektrische Traktionsbatterie erfolgt, insbesondere eine auswechselbare elektrische Traktionsbatterie.
-
Da in vielen Industrie- und Werksgeländen auch Flurförderzeuge, insbesondere Gabelstapler, zum Einsatz kommen, die elektrisch angetrieben sind, besteht somit die Möglichkeit, die bereits vorhandenen Einrichtungen zum Wiederaufladen solcher Traktionsbatterie zu nutzen. Eine Traktionsbatterie weist gleichzeitig ein erhebliches Gewicht auf, das als Reibungsgewicht für das Zweiwegefahrzeug im Schienenbetrieb zur Verfügung steht.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
-
1 in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Zweiwegefahrzeug auf Schienen,
-
2 das Zweiwegefahrzeug der 1 von unten,
-
3 in Seitenansicht das erfindungsgemäße Zweiwegefahrzeug auf einer Straße,
-
4 das Zweiwegefahrzeug der 3 von unten und
-
5 im Detail eine alternative Ausführungsform der Spurführungsmittel 7 an der zweiten Achse 9.
-
Die 1 zeigt in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes, batterie-elektrisch betriebenes Zweiwegefahrzeug 1 auf Schienen 2 stehend. Eine auf einer Seite des Zweiwegefahrzeug 1 angeordnete erste Achse 3 mit Rädern 4, die eine Gummiauflage 5 aufweisen, dient im Straßenbetrieb als Straßenachse 6. Vor der ersten Achse 3 sind Spurführungsmittel 7 angeordnet, die im vorliegenden Beispiel aus absenkbaren Spurkranzrollen 8 bestehen. Eine zweite Achse 9 weist ebenfalls Räder 4 mit einer Gummiauflage 5 auf und ist an der anderen Seite des Zweiwegefahrzeugs 1 angeordnet. Hinter der zweiten Achse 9 sind ebenfalls Spurführungsmittel 7 mit Spurkranzrollen 8 angeordnet. Die Räder 4 der Achsen 3, 9 sind insofern starr montiert an den Achsen 3, 9 als dass die Räder nicht eingeschlagen werden können, um zu lenken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Achsen 3, 9 aus Starrachsen mit einem elektrischen Einzelradantrieb für jedes Rad 4 durch einen elektrischen Fahrmotor, wobei die Elektromotoren in einem Achsgehäuse angeordnet sind, an dem die Räder 4 montiert sind. Zwischen der ersten Achse 3 und der zweiten Achse 9 ist eine Traktionsbatterie 10 angeordnet, die in einem Batteriefach 11 sitzt und ausgetauscht werden kann, wenn sie entladen ist. In dem hier vorliegenden Beispiel können die Spurführungsmittel 7 und Spurkranzrollen 8 sowohl an der ersten Achse 3 wie auch an der zweiten Achse 9 angehoben und abgesenkt werden. Eine Lenkrolle 12 kann, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, abgesenkt sowie angehoben werden und ist hier in der angehobenen Stellung dargestellt. Die Lenkrolle 12 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Doppelrolle 13 ausgeführt.
-
Die 2 zeigt das Zweiwegefahrzeug der 1 von der Unterseite betrachtet. Zwischen der ersten Achse 3, die als Straßenachse 6 dient, und der zweiten Achse 9 ist das Batteriefach 11 angeordnet. Die als Doppelrolle 13 ausgebildete Lenkrolle 12 ist angehoben und in das Innere des Zweiwegefahrzeugs 1 hochgezogen. Dabei ist die Lenkrolle 12 in einer Mittellinie des Zweiwegefahrzeugs 1 angeordnet und unmittelbar neben der zweiten Achse 9 angeordnet. Die erste Achse 3 und die zweite Achse 9 sind als Antriebsachsen ausgebildet, die jeweils durch Einzelradmotoren für jedes Rad 4 angetrieben werden.
-
Die 3 zeigt in Seitenansicht das erfindungsgemäße Zweiwegefahrzeug 1 auf einer Straße 14 als Verkehrsfläche 15. Die erste Achse 3 mit den Rädern 4, die eine Gummiauflage 5 aufweisen, dient als Straßenachse 6 und steht auf der Verkehrsfläche 15 auf. Die vor der ersten Achse 3 als Spurführungsmittel 7 angeordneten Spurkranzrollen 8 sind angehoben, ebenso wie die entsprechenden Spurkranzrollen 8 als Spurführungsmittel 7 an der zweiten Achse 9. Alternativ wäre es auch denkbar, die Spurführungsmittel 7 an der zweiten Achse 9 nicht anhebbar auszuführen, da diese auch bereits zusammen mit der zweiten Achse 9 durch die im Straßenbetrieb auf die Verkehrsfläche 15 abgesenkte Doppelrolle 13 als Lenkrolle 12 von der Verkehrsfläche 15 angehoben werden. Zwischen der ersten Achse 3 und der zweiten Achse 9 ist die Traktionsbatterie 10 in dem Batteriefach 11 angeordnet.
-
Die 4 zeigt das Zweiwegefahrzeug der 3 von der Unterseite gesehen. Zwischen der ersten Achse 3 als Straßenachse 6 und der zweiten Achse 9, jeweils mit ihren Rädern 4, ist das Batteriefach 11 angeordnet. Die Doppelrolle 13 als Lenkrolle 12 ist abgesenkt und hebt daher die zweite Achse 9 von der Verkehrsfläche 15 ab.
-
Wenn nun die Räder 4 der ersten Achse 3 durch hier nicht dargestellten elektrischen Einzelradmotoren mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, kommt es zu einer Kurvenfahrt und bei einer abgesenkten Lenkrolle 12, die keinen Antrieb aufweist, kann sich die Lenkrolle 12 beispielsweise durch einen Nachlauf in einen zu der Kurvenfahrt passenden Lenkeinschlagwinkel einstellen. Ebenso ist es auch möglich, die Lenkrolle 12 mit einem Antrieb für den Lenkwinkel zu versehen und gezielt den Lenkwinkel zu steuern. Weiterhin ist es in einer Ausführungsform möglich, dass die Lenkrolle 12 durch einen weiteren Elektromotor angetrieben wird. Dies ermöglicht es beispielsweise in dem Fall, wenn die Lenkrolle in einem Lenkwinkel von 90° zu einer Längsachse des Zweiwegefahrzeug 1 eingestellt wird, eine Querkraft zu erzeugen und kleine Wendekreise zu erhalten bzw. ein Drehen fast auf der Stelle zu ermöglichen. Weiterhin ermöglicht dies auch ein Bewegen des Zweiwegefahrzeug 1 auf Verkehrsflächen 15 allein durch die angetriebene Lenkrolle 12, wodurch eine Antriebsteuerung für die angetriebenen Räder 4 der beiden Achsen 3, 9 erheblich vereinfacht wird, da eine elektrische Steuerung der Räder 4 nur für den Schienenbetrieb ausgelegt werden muss. Es ist auch möglich, eine Lenkung durch unterschiedliche Drehzahlen der Räder 4 an der Straßenachse 6 mit einer angetriebenen Lenkrolle 12 zu kombinieren. Es ist durch das Absenken der Lenkrolle 12 in dem Straßenbetrieb möglich, kleine Kurvenradien bzw. ein Drehen fast auf der Stelle zu erreichen. Daneben kann aber auch in Straßenbetrieb die Lenkrolle 12 angehoben werden und es können größere Kurvenradien mit den angetriebenen Rädern 4 der Achsen 3, 9 gefahren werden, indem die Räder 4 auf beiden Seiten des Zweiwegefahrzeugs 1 mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden.
-
Die 5 zeigt im Detail eine alternative Ausführungsform der Spurführungsmittel 7 an der zweiten Achse 9. Hierbei sind keine getrennten Spurkranzrollen als Spurführungsmittel 7 vorhanden, sondern die Räder 4 der zweiten Achse 9 weisen einen Spurkranz 16 auf, der zugleich als Spurführungsmittel 7 auf der Schiene 2 wirkt. Das Zweiwegefahrzeug muss dann im Straßenbetrieb stets mit abgesenkter Lenkrolle 12 betrieben werden. Vorteilhaft werden jedoch weniger Bauteile benötigt, da die zusätzlichen Spurkranzrollen entfallen, wird die Traktion verbessert und ergibt sich ein verbessertes Kurvenverhalten bei Schienenbetrieb.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
