DE2258244C3 - Zwangslenkung für ein längs einer Führungsbahn laufendes sowie frei steuerbares Fahrzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwangslenkung für ein längs einer Führungsbahn laufendes sowie frei steuerbares Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur raschen Massenbeförderung werden verschiedene Arten von Schienenfahrzeugen und nicht schienengebundenen Fahrzeugen verwendet. Häufig ist es wünschenswert daß das gleiche Fahrzeug sowohl als ein einer Führungsbahn folgendes als auch als ein frei steuerbares Fahrzeug verwendet werden kann.

Gewöhnlich wird bei Fahrzeugen, die sowohl längs einer Führungsbahn als auch ohne Führungsbahn betrieben werden sollen, eine herkömmliche lenkbare Vierradfahrzeug-Bauform mit Luftbereifung benutzt, die für jede im wesentlichen ebene Fahrbahnoberfläche geeignet ist. Unter der hier verwendeten Bezeichnung »Führungsbahn« ist eine narallei zur Fahrbahnoberfläche angeordnete Führungsfläche zu verstehen, die von einem Folgeglied zur Steuerung der l.enkbewegungen der Fahrzeugräder abgetastet wird.

Bei Führungsbahn-Folgefahrzeugcn sind zweckmäßig in bekannter Weise sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder lenkbar, um einen verhältnismäßig kurzen Wenderadius zu erhalten. Ferner sollen solche Fahrzeuge hinsichtlich ihrer Betriebsweise symmetrisch sein, d. h. sie sollen in jeder Richtung betrieben werden können. Die Lenkung muß daher so gestaltet sein, daß eine einwandfreie Lenkung in jeder Fahrtrichtung

möglich ist Die DT-PS 7 44 738 beschreibt die Lenkung eines Fübrungsbahn-Folgefahrzeugs mit vier lenkbaren Rädern. Die vorderen und die hinteren Räder sind untereinander jeweils durch eine Kuppelstange miteinander verbunden, die als Zahnstange ausgebildet ist. Mit den Zahnstangen des vorderen und hinteren Radpaares kämmen Ritzel, die auf eine in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufende, drehbar gelagerte Welle aufgekeilt sind. Durch Drehung dieser Welle und damit der Ritzel werden das vordere und hintere Radpaar über die Zahnstangen in entgegengesetzter Richtung verschwenkt.

Etwa in der Fahrzeugmitte ist auf die längslaufende Welle ein Kegelrad aufgekeilt, das dem Einfluß eines in eine Steuerschiene eingreifenden Gleitstücks unterliegt Bewegt sich das Fahrzeug während der Fahrt seitlich zur Steuerschiene, so dreht das Gleitstück das mit ihm verbundene Kegelrad, um eine Lenkbewegung der Räder hervorzurufen, welche das Fahrzeug in die ursprüngliche Relativlage zur SteuerschL-ne zurückfüh

Die Lenkung nach der DT-PS 7 44 738 ist wegen der gleichzeitigen zwangläufigen Steuerung der Vorder- und Hinterräder sowohl für Vorwärts- als auch für Rückwärtsfahrt verwendbar. Da jedoch das Gleitstück als Folgeglied der Steuerschiene bezüglich der Querachse ües Fahrzeugs asymmetrisch angeordnet ist, ergib', sich für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ein unterschiedliches Lenkverhalten. Außerdem ist die Anordnung des Gleitstücks hinter den in Fahrzeugrichtung vorderen Rädern nachteilig, da das Fahrzeug bei z. B. unbeabsichtigter Schrägstellung bezüglich der Steuerschiene leicht ausbrechen kann.

Eine aus der DT-AS 16 55 687 bekannte Lenkung für Führungsbahn-Folgefahrzeuge ist zwar ebenfalls für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vorgesehen, sie besitzt jedoch die gleichen Nachteile wie die Lenkung nach der DT-PS 7 44 738. Da an dem Fahrzeug nur ein einziges lenkbares Rad die Lenkung sowohl bei Vorwärtsais auch bei Rückwärtsfahrt übernimmt, ergibt sich jeweils ein unterschiedliches Lenkverhalten. Bei Rückwärtsfahrt kann das Fahrzeug leicht ausbrechen, da nur das in Fahrtrichtung hinterste Rad gesteuert ist. Daran ändert auch nicht die Tatsache, daß für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt jeweils vor dem in Fahrtrichtung vorderen Rad angeordnete Folgeglieder die Lenkausschläge auslösen. Durch die Verwendung eines einzigen lenkbaren Rades ergibt sich auch ein relativ großer Wenderadius.

Schließlich sei auf die Lenkung für ein längs einer Führungsbahn laufendes sowie frei steuerbares Straßenfahrzeug nach der DT-AS 11 15 596 verwiesen. Auch hier ist wie bei der zuerst genannten DT-PS 7 44 738 das in eine Führungsschiene eingreifende als Lenkfahrgesteil ausgebildete Folgeglied zwischen den vorderen und hinteren Fahrzeugrädern angeordnet. Gesteuert wird allerdings nur das vordere Radpaar. Durch Herausheben des Lenkfahrgestells aus der Führungsschiene wird die Verbindung zur Spurstange entkuppelt, so daß nur mehr die Handlenkung in Betrieb bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwangslenkung für ein längs einer Führungsbahn laufendes sowie frei steuerbares Fahrzeug zu schaffen, die ohne Gefahr eines Ausbrechens eine einwandfreie Lenkung des Fahrzeugs in jeder Fahrtrichtung mit verhältnismäßig kurzem Wenderadius erlaubt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst.

Wie bei der Lenkung nach der DT-AS 16 55 687 wird also ein vorderes und hinteres Folgeglied verwendet, von denen jeweils das in Fahrtrichtung vordere wirksam ist Eine einwandfreie Lenkun« jeder Fahrtrichtung ergibt sich jedoch erst in Komoination mit einer Steuerung des unmittelbar hinter diesem Folgeglied gelegenen Radpaares. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Lenkung erfüllt, wobei durch Kupplung der Spurstangen des vorderen und hinteren Radpaares zur Erzielung entgegengesetzter Lenkausschläge zusätzlich ein kleiner Wendekreis erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht der Zwangslenkungseinrichtung,

F i g. 2 eine Vorderansicht eines Führungsbahn-Folgefahrzeugs mit Führungsbahn und Teilen der Zwangslenkung,

Fig.3 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Kuppl»ingsgliedes zur Verbindung des Führungsbahn-Folgeglieds mit dem Fahrzeuglenkgestänge.

Die bevorzugte Ausführungsform des Führungsfolgegliedes und der Lenkung gemäß der Erfindung ist in F i g. t und 2 schematisch dargestellt. Ein Fahrzeugaufbau 11 ist auf zwei Achsaggregaten 12 und 14 durch Aufhängungen, wie Federn, Luftbälge od. dgl. gelagert.

Jedes Achsaggregat besitzt zwei Räder 13 und 15. Zumindest das eine Achsaggregat 14 ist vorzugsweise für den Antrieb des Fahrzeugs von einer eingebauten Kraftquelle herkömmlicher Art aus bestimmt. Die Achsaggregate 12 und 14 für lenkbare Räder umfassen eine feste Achse mit sich seitlich erstreckenden Achsschenkein 13a, 15a, die an jedem Ende derselben durch einen vertikalen Achsschenkelbolzen angebracht sind, so daß die Räder mit Bezug auf die Achse schwenkbar sind. Die Achsschenkel sind an nach innen divergierenden Lenkhebeln 16 und 17 befestigt, welch letztere durch Spurstangen 18 und 19 herkömmlicher Art miteinander verbunden sind, so daß eine Achsschenkel-Lenkung der Räder in jedem Radaggregat erhalten wird.

Ein Folgeglied 20 zur Führung ist zur relativen waagerechten Bewegung mit Bezug auf das Fahrzeug unmittelbar vor dem Vorderachsaggregat 12 gelenkig befestigt. Das Folgeglied 20 ist vorzugsweise durch zwei sich nach vorne erstreckende Tragarme 21 und 22 gelagert, die am Achsaggregat 12 gelenkig so befestigt sind, daß sich das Folgeglied 20 seitlich in jeder Richtung mit Bezug auf die Achse bewegen kann. In der Mitte zwischen den Tragarmen 21 und 22 ist ein Kopplungshebel 23 angeordnet, der ebenfalls mit der Achse gelenkig verbunden ist und von dieser nach vorne gerichtet ist. Der Kopplungshebel 23 ist mit dem Führungsfolgeglied 20 so verbunden, daß eine Bewegung des letzteren zur Folge hat, daß der Kopplungshebel 23 in der Bewegungsrichtung des Führungsfolgegliedes schwingt. i>o

Eine Verbindungsstange 24 ist am Kopplungshebel 23 und an einem Winkelhebel 25 befestigt. Der Winkelhebel 25 ist ferner mit einem Lenkhebcl 27. der sich von den Achsschenkeln 13a aus erstreckt, mittels eines Gestängearms 26 verbunden. Hieraus ergibt sich, daß bei <\s einer Bewegung des Führungsfolgegliedes 20 beide Räder 13 in der gleichen Richtung gedreht werden, indem sie der Bewegung des Folgegliedes 20 folgen.

In ähnlicher Weise weist das Hinterradaggregat ein Folgeglied 30 auf. das von der Hinterachse durch Tragarme 31 und 32 getragen wird. Das Folgeglied 30 ist mit der Spurstange 19 durch den Kopplungshebel 33, die Verbindungsstange 34, den Winkelhebel 35, den Gestängearm 36 und den Lenkhebel 37 verbunden.

Die Lenkhebel 27 und 37 am Vorder- und am Hinterachsaggregat sind durch ein Verbindungsgestänge miteinander verbunden, das eine Reihe von Verbindungsstangen 40 und Winkelhebel 41 umfaßt. Wie ersichtlich, verbinden die Verbindungsstangen 40 und die Winkelhebel 41 die Lenkhebel 27 und 37 diagonal miteinander, d. h. das rechte Vorderrad ist mit dem linken Hinterrad verbunden bzw. umgekehrt. Daher werden, wenn die Vorderräder zwecks Lenkung in der einen Richtung geschwenkt werden, die Hinterräder um den gleichen Betrag in der entgegengesetzten Richtung ausgelenkt.

Die Wechselbeziehung zwischen dem Folgeglied 20 und der Führung ist in F i g. 2 dargestellt. Da das Fahrzeug sowohl für den Betrieb auf einer Führungsbahn als auch ohne Führungsbahn eingerichtet ist, ist die Führungsbahn eine im wesentlichen ebene Fläche 50. Eine Führung, beispielsweise ein umgekehrtes U-Profil 51, wird durch eine vertikale Stützanordnung 52 parallel zu dem gewünschten Fahrtweg des Fahrzeugs ge tragen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Führungsrad 55 waagrecht auf einem Zapfen 56 an jedem Ende des Führungsfolgegliedes 20 gelagert. Das Führungsrad 55 ist zur rollenden Bewegung innerhalb des umgekehrten U-Profils 51 bestimmt. Wie ersichtlich, folgt, wenn das Führungsrad zwischen den Wänden des U-Profils 51 eingeschlossen ist, das Führungsfolgeglied 20 dem Verlauf des U-Profils 51.

Gegebenenfalls kann die Führungsbahn durch eine relativ flache Straßenfläche mit parallelen stehenden Brüstungen auf jeder Seite derselben gebildet werden, so daß ein Führungsbahn-U-Profil besteht, innerhalb welchem sich das Fahrzeug bewegt. Die Führungsräder 55 rollen dann seitlich an der Innenseite der Brüstungswände, um das Fahrzeug zu führen. Das Umleiten zu anderen Führungsbahnen kann durch die Verwendung umgekehrter U-Profile geschehen, die an den Brüstungswänden in der beschriebenen Weise aufgehängt sind, oder dadurch, daß das Folgeglied zu einer der Brüstungswände belastet wird. Wenn das Folgeglied nach der einen Seite belastet ist, folgt das Fahrzeug der Brüstungswand derjenigen Seite, zu der das Folgeglied belastet ist. Zur wahlweisen Belastung der Lenkeinrichtung können einfache Federn (nicht gezeigt) verwendet werden.

Aus F i g. 1 ergibt sich, daß, da das Folgeglied 20 gelenkig am Achsaggregat befestig; und mit dem Kopplungshebel 23 verbunden ist, eine seitliche Bewegung des Folgegliedes eine entsprechende Lenkung aller vier Räder des Fahrzeugs zur Folge hat. Wie erwähnt, ist es wünschenswert, daß die Räder durch ein Führungsfolgeglied gelenkt werden, das vor den gelenkten Rädern angeordnet ist. Daher ist. wenn das Fahrzeug zur Bewegung in nur einer Richtung bestimmt ist, ein einziges Führungsfolgeglied erforderlich. Es ist jedoch oft erwünscht, daß das Fahrzeug in beiden Richtungen, der gleichen Führungsbahn folgend, betrieben werden kann. In diesem Falle wird das Fahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Folgeglied 20 bzw. 30 ausgerüstet, von denen jedes mit Elementen zur wahlweisen unabhängigen Beeinflussung der Lenkeinrichtung des Fahrzeugs versehen ist. Gemäß einer bevorzugten Aus-

führungsform der Erfindung trägt, wie in F i g. 3 dargestellt, jedes Führungsfolgeglied 20 bzw. 30 eine mittig angeordnete Spindel 61, die parallel zum Folgeglied angeordnet und in zwei Lagerböcken 60 drehbar gelagert ist. Die Spindel 61 kann durch einen geeigneten Antrieb, beispielsweise durch einen Umkehrmotor 62 od. dgl. zur Drehung angetrieben werden. Jede Hälfte der Spindel 61 zwischen den Lagerböcken 60 ist mit einem Gewinde von entgegengesetzter Steigung versehen und durch ein mit einem ähnlichen Gewinde versehenen Schraubstockglied 63 hindurchgeführt. Wie ersichtlich, werden bei einer Drehung der Spindel 61 in einer ersten Richtung durch den Antrieb 62 die schraubstockartigen Glieder 63 einander angenähert, bis sie den Kopplungshebel 23 erfassen und dessen Ende zwischen sich halten. Bei einer Drehung der Spindel 61 in der entgegengesetzten Richtung werden die Schraubstockglieder 63 zurückgezogen (gestrichelt dargestellt), wodurch der Kopplungshebel 23 von dem Führungsfolgeglied 20 getrennt wird.

Der Kopplungshebel 23 endet vorzugsweise mit einer Kugel 23a und die anliegenden Flächen der Schraubstockglieder 63 sind in geeigneter Weise tellerförmig ausgebildet, so daß sie dem Kugelende zwischen sich entsprechen und dieses sicher halten, so daß der Kopplungshebel 23 bei einer waagrechten Bewegung des Führungsfolgegliedes 20 verschwenkt werden kann. Das hintere Folgeglied 30 ist mit einem ähnlichen Kopplungshebelmechanismus ausgerüstet. Der vordere und der hintere Kopplungshebel können daher unabhängig wahlweise erfaßt werden, wobei der Kopplungshebel 23 bzw. 33 und eines der Folgeglieder 20 bzw. 30 dazu verwendet werden, alle vier Fahrzeugräder zu lenken. Daher wird, wenn das Fahrzeug einer Führungsbahn in der umgekehrten Richtung folgen soll, der Kopplungshebel 33 durch die Schraubstockglieder 63 erfaßt, während der Kopplungshebel 23 freigegeben wird, so daß das Führungsfoigeglied 20 der Führungsbahn folgt, jedoch keine Wirkung auf die Lenkung hat. In gleicher Weise ist der Kopplungshebel 23 frei, sich innerhalb des Raumes zwischen den Schraubstockgliedern 63 frei zu bewegen, wenn eine Lenkung durch das hintere Folgeglied 30 vorgenommen wird. Gegebenenfalls wird, wenn der vordere Kopplungshebel 23 durch die Schraubstockglieder 63 am vorderen Folgeglied 20 erfaßt wird, der hintere Kopplungshebel 33 freigegeben, so daß alle vier Räder von dem vorderen Führungsglied 20 aus gelenkt werden.

Wie vorangehend beschrieben, wird die gesamte Lenkeinrichtung durch mechanische Gestänge gebildet. Die Lenkeinrichtung kann jedoch auch für eine Servolenkung eingerichtet werden, wenn ein geeignetes Servolenkungsventil 70 in dem Verbindungsgestänge zwischen dem Lenkhebel 27 und dem Führungsfolgeglied 20 vorgesehen wird. Das Servolenkungsventil 70 ist so angeordnet, daß es einen Servolenkungszylinder 71 betätigt, der so angeordnet ist, daß er an dem Verbindungsgestänge 40 angreifen und dadurch eine Servolenkung bei einer Bewegung des Folgegliedes 20 bewirken kann. In gleicher Weise kann ein geeignetes Servolenkungsventil 73 zwischen dem hinteren Folgeglied 30 und dem Lenkhebel 37 vorgesehen werden. Das hintere Ventil 73 arbeitet auf dem gleichen Servolenkungszylinder 71. Auf diese Weise wird bei dem gleichen System eine Servolenkung unabhängig davon erhalten, ob das vordere oder das hintere Führungsfolgeglied zur Lenkung des Fahrzeugs verwendet wird.

Um eine Lenkung des Fahrzeugs ohne Führung zu ermöglichen, kann eine in das Fahrzeug eingebaute manuelle Lenkung herkömmlicher Art mit der vorangehend beschriebenen Lenkeinrichtung verbunden werden. Wenn das Fahrzeug ohne Führungsbahn betrieben wird, geht die gesamte Lenkung von der manuellen Lenkung aus. Bei dem Betrieb des Fahrzeugs auf der Führungsbahn kann die manuelle Lenkung, wenn gewünscht, gelöst werden.

Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, sind die Folgeglieder 20 und 30 langgestreckte Schienen, die vor und hinter dem Fahrzeug waagerecht schwenkbar gelagert sind. Da das Folgeglied seitlich an beiden Seiten des Fahrzeugs übersteht, kann die Führung durch Führungsräder 55 erhalten werden, die in ein Führungs-U-Profil 51 auf einer oder beiden Seiten des Fahrzeugs eingreifen. Ferner kann das Führungs-U-Profil 51 weggelassen werden, wenn Führungswände, wie die Führungswand 52, auf beiden Seiten der Führungsbahn vorgesehen werden. In solchen Fällen sind die Führungsräder 55 an den entgegengesetzten Enden des Führungsfolgegliedes 20 bzw. 30 auf den Raum zwischen den parallelen Führungswänden begrenzt und bewirken die Führung des Fahrzeugs zwischen den Wänden.

Wenn das Fahrzeug durch einen eingebauten Elektromotor angetrieben wird, kann diesem elektrische Energie durch elektrische Kabel 58 zugeführt werden, die zweckmäßig an einer der Führungswände oder an beiden vorgesehen sind. Die elektrischen Kabel wirken mit Bürstenkontakten 59 zusammen, die vom Fahrzeugaufbau bzw. vom Führungsfolgeglied 20 nach unten gerichtet sind bzw. abstehen, zusammen. Die Bürsten 59 können von einer Seite des Fahrzeugs oder von beiden Seiten, je nach der Führungswandbauform und -Gestaltung abstehen.

Die beschriebene Lenkungs- und Führungseinrichtung kann in Verbindung mit verschiedenen Fahrzeugen mit Eigenantrieb oder Antrieb von außen, unabhängig davon, ob die Fahrzeuge für sich unabhängig oder miteinander verkuppelt sind, verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zwangslenkung für ein längs einer Führungsbahn laufendes sowie frei steuerbares Fahrzeug mit einem vorderen und hinteren lenkbaren Radpaar, wobei die Räder eines jeden Paares durch eine Spurstange und die Spurstangen miteinander zur zwangläufigen Lenkung beider Radpaare um den gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung, be- ίο zogen auf die Fahrzeuglenkachse, gekuppelt sind, sowie mit einem die Führungsbahn abtastenden Folgeglied zur Steuerung der Lenkbewegungen der Radpaare, dadurch gekennzeichnet, daß ein Folgeglied (20, 55) unmittelbar vor dem vorderen Radpaar (12, 13) und ein Folgeglied (30.55) unmittelbar hinter dem hinteren Radpaar (14, 15) angeordnet sind und daß jeweils das in Fahrtrichtung vordere Folgeglied (20, 55 bzw. 30, 55) über ein Kupplungsglied (23 bzw. 33) mit der Spurstange (27 bzw. 37) verbindbar ist.

2. Zwangslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgeglieder durch eine waagerechte, am Fahrzeug quer zur Fahrtrichtung schwenkbar gelagerte Schiene (20,30) gebildet sind, die an jedem Ende ein Führungsrad (55) zum Angriff an einer senkrechten Führungsbahn (54) trägt.

3. Zwangslenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglieder (23,33) mit ihrem einen Ende (23a, 33a) gelenkig zwischen zwei schraubstockartigen Backen (63) gehalten werden können, die durch eine auf der Querschiene drehbar gelagerte und durch einen Umkehrmotor (62) antreibbare Spindel (61) mit entgegengesetzten Gewindesteigungen zusammen- oder auseinanderbewegbar sind.