DE2743077C2

DE2743077C2 - Selbsttätig quergeführtes Fahrzeug, insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr

Info

Publication number: DE2743077C2
Application number: DE2743077A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Prof. Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Förster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-09-24
Filing date: 1977-09-24
Publication date: 1987-03-19
Also published as: JPS5453413A; DE2743077A1; US4275660A

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig querführbares Fahrzeug insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der GB-PS 4 99 494 als bekannt hervorgeht.
Bei querführbaren Fahrzeugen, die mittels seitlichen Querführungsrollen zwangsweise zwischen Querführungsstegen der Fahrbahn auf einer Spur geführt werden, ist es erforderlich, daß die Hinterachse zur Vermeidung oder wenigstens zur Reduzierung eines übermäßigen Reifenverschleißes bei Kurvenfahrt sich wenigstens angenähert radial zu der von den Querführungsstegen vorgegebenen Kurve einstellen kann. Ältere Vorschläge der Anmelderin sehen hierzu vor, daß die Achse für spurungebundene Fahrt des Fahrzeuges auf normalen Straßen in einer exakten Querlage formschlüssig verriegelt wird und daß diese Verriegelung für spurgebundene Fahrt zwischen Querführungsstegen aufgehoben wird. Eine solche formschlüssige Verriegelung ist nicht nur konstruktiv und fertigungsmäßig relativ aufwendig, sondern erfordert auch eine gewisse Zeit zum Einrasten der Verriegelung. Dabei ist es nötig, daß sich zunächst die exakte Querlage der Achse einstellt. Will man dieses Verriegeln während der Fahrt vornehmen, so ist eine gewisse Fahrt ohne Querführung und ohne mechanische Verriegelung der Hinterachse in ihrer Querlage unvermeidbar.
Die eingangs zitierte GB-PS 4 99 694 zeigt ein spurführbares Fahrzeug des öffentlichen Personennahverkehrs, bei dem im hinteren Fahrzeugbereich eine Doppelachse angeordnet ist, deren beide Achsen in einem gemeinsamen Drehgestell gehaltert sind, welches um einen vertikalen Schwenkzapfen am Fahrzeugrahmen angelenkt ist. Durch ein Paar von Zentrierfedern wird das Drehgestell in Richtung auf die Geradeausstellung gespannt. Offensichtlich ist lediglich ein rein spurgebundener Einsatz der Fahrzeuge vorgesehen, so daß an sich auf eine elastische Mittenausrichtung des Drehgestelles durch Federn verzichtet werden könnte. Mit Rücksicht auf die Notwendigkeit, die das Fahrbahnniveau überragenden Querführungsstege im Bereich von Kreuzungen mit normalen Straßen auf einem kurzen Stück unterbrechen zu können, ist jedoch die erwähnte Mittenausrichtung des Drehgestelles vorgesehen; in dem kurzen spurführungsfreien Kreuzungsbereich muß das Fahrzeug geradlinig aufgrund der elastischen Mittenausrichtung des Drehgestelles den Kreuzungsbereich überwinden. Anschließend fädelt es sich selbsttätig in die wieder beginnende Spurführung ein. Mit einem solchen Fahrzeug ist jedoch ein bimodaler Einsatz, d. h. wahlweise ein spurgebundener oder auch ein spurungebundener Verkehr bei handgelenktem Betrieb nicht möglich, weil die Gefahr bei handgelenktem Betrieb viel zu groß ist, daß die elastisch zentrierte Hinterachse ein unkontrolliertes Eigenlenkverhalten zeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsmäßig zugrundegelegte Fahrzeug dahingehend auszugestalten, daß die Mittenausrichtung der schwenkbaren Hinterachse auch für einen spurungebundenen, d. h. manuell gelenkten Fahrzeugeinsatz voll tauglich ist und kein unkontrolliertes Eigenlenkverhalten zeigt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der harten Auslegung der Federn und einer verstärkten Vorspannung der Federn beim Bremsen wird eine ausreichend genaue Geradführung der Achse auch bei spurungebundener Fahrt, insbesondere aber auch beim Bremsen gewährleistet.
Die Schwenkbarkeit der Achse kann durch ein Paar von achsseitig im Schwenkzentrum angreifenden Dreieckslenkern herbeigeführt werden, die vorzugsweise an einem relativ hoch liegenden Punkt des Achskörpers mittig angreifen.
Die Zentrierfedern können nach Art von Längslenkern an einem relativ tief liegenden Punkt des Achskörpers angreifen und die Funktion von Längslenkern übernehmen, die die Querlage der Achse aufrechterhalten sowie die Brems- und Beschleunigungsmomente, die auf die Achse einwirken, auffangen. Die Zentrierfedern können beim Bremsen und/oder beim Beschleunigen stärker vorgespannt werden als normal, wodurch sie die Aufgabe der Achsabstützung gegen Brems- und Beschleunigungsmomente besser übernehmen können.
Zweifellos wird das Verschwenken der Achse gegenüber dem Fahrzeugaufbau mit gewissen Reibmomenten verbunden sein, die einem raschen und exakten Rücklauf der Hinterachse in die Querlage entgegenstehen. Hierdurch könnte sich eine gewisse Rücklauf-Hysterese ergeben. Um eine solche Hysterese auszuschließen, können die Zentrierfedern mit einer Fessel ausgestattet sein, derart, daß bei gegeneinanderwirkenden Federn bei Auslenkung immer nur eine der gegeneinander arbeitenden Federn wirksam ist und nur bei exakter Querlage sich beide gegeneinanderarbeitenden Federn gerade gegenseitig berühren.
Die Zentrierfedern können auch durch mehrere koaxial ineinanderliegende Schraubenfedern oder durch Luftfederbälge gebildet sein. Anstelle von derartigen in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Federelementen kann auch ein Paket von quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckender Blattfedern vorgesehen sein.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles noch kurz erläutert; dabei zeigt
Fig. 1 die schematische Draufsicht auf ein selbsttätig querführbares Fahrzeug mit schwenkbarer Hinterachse,
Fig. 2 die Seitenansicht auf eine Hinterachse eines Fahrzeuges nach Fig. 1 und
Fig. 3 die Draufsicht auf eine Hinterachse nach Fig. 2.
Das dargestellte Fahrzeug 1 weist eine in sich lenkbare Vorderachse 2 mit einschlagbaren Rädern 3 und eine in sich unlenkbare Hinterachse 4 mit relativ zum Hinterachskörper unbeweglichen Rädern 5 auf. Im Bereich der Vorderachse 2 ist je Fahrzeugseite je eine Querführungsrolle 6 vorgesehen, die wenigstes mittelbar starr mit dem Achskörper 7 der Vorderachse verbunden ist und die im Bereich der beiderseitigen Spurführungen - hierzu dienen die fahrbahnseitig angebrachten Querführungsstege 8 - spurbestimmend für den vorderen Fahrzeugteil sind. Die vorderen Querführungsrollen können mit der Fahrzeuglenkung kombiniert sein. Neben den vorderen Querführungsrollen 6 sind wechselweise ausfahrbare Weichenführungsrollen 9 vorgesehen, die über einen Weichenführungssteg hinweggreifen und hilfsweise die Querführungsfunktion der gegenüberliegenden vorübergehend unbeaufschlagten Rolle 6 übernehmen.
Im Bereich der drehschemelartig beweglichen Hinterachse 4 sind je Fahrzeugseite zwei Querführungsrollen 10 vorgesehen, die vor bzw. hinter den Rädern 5 an gabelförmigen Haltearmen 11 gelagert und starr an den Hinterachskörper 12 gekoppelt sind. Die paarweise Rollenanordnung je Fahrzeugseite im Bereich der Hinterachse ermöglicht es, über die Querführungsrollen Richtmomente auf die drehbewegliche Achse 4 auszuüben und die Hinterachse im Sinne eines spurtreuen Abrollens entlang der mechanisch vorgegebenen Fahrspur auszulenken. Hierdurch wird ein unnötiger Breitenbedarf des Fahrzeuges vermieden, da bei unbeweglicher Hinterachse das Fahrzeug die Tendenz hat, im Bereich der Hinterachse ins Kurveninnere auszuweichen. Im übrigen wird durch die Schwenkbarkeit ein unnötiger Reifenverschleiß auf den Hinterrädern vermieden. Das Schwenkzentrum 12 a des Hinterachskörpers 12 ist durch ein Paar von mittig an dem Achskörper angreifenden Dreieckslenkern 13 vorgegeben. Der Angriffspunkt dieses Dreieckslenkerpaares am Achskörper ist relativ hoch gelegt. An relativ tief liegenden Angriffspunkten greifen vier sich in Längsrichtung erstreckende Zentrierfedern 14 bis 17 an, die paarweise gleichachsig hintereinanderliegend angeordnet sind und die Funktion von Längslenkern übernehmen und außerdem die Aufgabe haben, den Hinterachskörper gegen Brems- und Beschleunigungsmomente abzustützen. Rahmenseitig stützen sich diese Zentrierfedern über Federwiderlager 21 ab. Die Federn sind so hart ausgebildet und so stark vorgespannt, daß Bremskraftunterschiede auf der einen Fahrzeugseite gegenüber der anderen Seite bei spurungebundener Fahrt nicht zu einem selbsttätigen Schieflaufen der Hinterachse führen. Um diesen elastischen Zentrierungseffekt auch bei stärkeren Bremsungen noch besser zur Geltung bringen zu können, ist vorgesehen, daß die Zentrierfedern bei Bremsungen noch stärker vorgespannt werden. Hierzu sind die Federwiderlager an Exzenterwellen 22 angekoppelt, die über Hebel 23 verschwenkt werden können. Die Verschwenkung der Wellen 22 kann von der Bremsenbetätigungseinrichtung 19 aus gesteuert werden, die auch die Bremsen 18 der Hinterachse beaufschlagt und die ihrerseits von dem Bremspedal 20 aus angesteuert wird. Anstelle von einer Exzenterwelle können auch die Hebel 23 mit Exzenterbüchsen ausgestattet sein, die bei Verschwenken eine Querverlagerung der Welle und der Federwiderlager bewirken. Die Federauflage am Rahmen ist so zu gestalten (vorzugsweise kipp- oder schwenkbar), daß die durch Einfedern der Achse relativ zum Rahmen entstehende seitliche Schräg-Auslenkung der Federn 14 bis 17 von ihnen aufgenommen werden kann, ohne daß diese Federn quer belastet werden.

Claims

1. Straßengängiges lenkbares Fahrzeug, insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr, mit einer in sich lenkbaren Achse mit einschlagbaren Rädern und mit wenigstens einer Achse mit nicht einschlagbaren Rädern, die drehgestellartig schwenkbar am Fahrzeug befestigt und elastisch in einer Geradeausstellung zentriert ist, und mit im Bereich der Fahrzeugachsen beiderseits am Fahrzeug angebrachten, wenigstens mittelbar von den jeweiligen Achskörpern getragenen Querführungsrollen, wobei die der schwenkbaren Fahrzeugachse angeordneten Querführungsrollen diese Fahrzeugachse aus der Geradeausstellung heraus entgegen der Kraft der Zentrierfedern herausschwenken, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierfedern (14-17) und deren Vorspannung so stark ausgelegt sind, daß Bremskraftunterschiede von der einen Fahrzeugseite gegenüber der anderen Seite keine selbsttätige Achsverschwenkung bewirken und daß die Zentrierfedern (14-17) beim Bremsen stärker vorgespannt werden als normal.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung entsprechend der Bremskraft gesteigert wird.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei gegeneinander arbeitenden Zentrierfedern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Zentrierfedern eine einseitig wirksame, eine Federdehnung verhindernde Fessel zugeordnet ist, die die Federlänge oder dergleichen auf einen der Normallage der schwenkbaren Achse entsprechenden Dehnungszustand beschränkt.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Fahrzeugseite zwei als Schraubendruckfedern ausgebildete Zentrierfedern (14-17) an dem Achskörper (12) der schwenkbaren Achse (4) angreifen, die hintereinanderliegend gleichachsig zueinander angeordnet sind, wenigstens angenähert in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, sich mit den einander zugekehrten Enden am Achskörper (12) und den voneinander wegweisenden Enden an je einem rahmenfesten Punkt (21) abstützen.

5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Zentrierfedern durch wenigstens zwei koaxial ineinanderliegende Schraubenfedern gebildet ist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierfedern durch wenigstens ein Paket von parallel zur schwenkbaren Achse liegenden, mittig mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Blattfedern gebildet ist.

7. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Schraubendruckfedern Luftfederbälge vorgesehen sind.