DE2746462A1

DE2746462A1 - Aeusserlich spurfuehrbares fahrzeug, insbesondere fuer den oeffentlichen personennahverkehr

Info

Publication number: DE2746462A1
Application number: DE19772746462
Authority: DE
Inventors: Herbert Mehren; Ferdinand Dr Ing Panik
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1979-04-19
Also published as: JPS6256019B2; JPS5464315A; FR2405852B1; FR2405852A1; DE2746462C2; US4436170A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Stuttgart-Untertürkheim Palm 11 862/4

i3.io.77

Äußerlich spurfUhrbares Fahrzeug, insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr

Di· Erfindung betrifft ein äußerlich spurfUhrbareβ Fahrzeug, insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

* Ein solches Fahrzeug geht beispielsweise aus der DT-AS 2 127 088 al· bekannt hervor.

Bei 4en querführbare« fahrzeugen «it lsi Bereich der einschlagbaren Räder angverdneten QuerfUhrungerollen, die ge-■einsasi alt 4e· einschlagbaren Rädern mitverschwenkbar sind, sind swel grundsätzlich verschieden· 6yateae säuberlich aus-•lnaMleraukalten. Bei den hier zugrunde gelegten Fahrzeugen ■it «Inseitig la Fahrtrichtung ver den elnschlagbaren Rä-4·ηΐ ««geordneten Haltearaen und QuerfUhrungsrollen wird die Kraft lur Querführung 4·· Fahrzeug·· durch die Fahrzeugräder ••lb*r aufgebracht und die Haltearae und die QuerfUhrungsr*ll·· «lnd L*digii«li 4urch die Lenkkraft· belastet. Es handelt sieh tfali·! u· el«·« Rege Ivor gang, bei den nach Maßgabe

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der relativen Annäherung des Fahrzeuges an einen QuerfUhrungasteg der Einechlagwinkel in der Weise korrigiert wird, daß der Seitenabstand des Fahrzeuges von de« QuerfUhrungssteg wieder in Richtung auf das entsprechende Normalmaß hingeführt wird.

Demgegenüber sind äußerlich zwangsweise Mechanisch quergeführte Omnibusse bekannt, bei denen im Bereich der einschlagbaren Räder in Fahrtrichtung vor und hinter den Fahrzeugrädern Querführungsrollen angeordnet sind, die über Haltearo· mit den Naben der verschwenkbaren Räder verbunden sind. Bei dieser Anordnung wird das schwenkbar· Rad stets genau parallel bzw. tangential zum QuerfUhrungssteg gestellt; die Fahrzeugräder folgen ohne Schräglaufwinkel genau der Fahrtrichtung und sind daher nicht In der Lage, QuerfUhrungskräfte in nennenswertem Ausmaß aufzunehmen. Bei der in Fahrtrichtung vor und hinter den einschlagbaren Rädern angeordneten Querführungsrollen müssen daher die QuerfUhrungakräfte für das Fahrzeug durch die Querführungsrollen und die Haltearme aufgebracht werden. Bs handelt sich hierbei nioht um einen Regelvorgang, sondern um eine zwangsweise mechanische RellenfUhrung d^es Fahrzeuges. Bs ist la (togeasatz zu der eingang· erwähnten quergeregelten Spurführung mit nur einer Querführungsrolle hier eine mechanische Führung des Fahrzeuges auf beiden gegenüberliegenden Fahrzeugseiten un«ntbehrlieh, solang· das Fahrzeug selbsttätig geführt werden ··!!. Duron «inseitig· Verspannung der

demgegenüber Quarführungsrelle bei qu»r—reg·!ten Fahrzeugen ist/auch eine Spurhaltung des Fahrzeug·· mit nur einem einzigen QuerfUhrungssteg ohne weiteres möglich.

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Di· Anordnung nit nur einer Querführungsrolle in Bereich eines einschlagbaren Fahrzeugrades unterscheidet sich demnach grundsätzlich von einer Anordnung nit in Fahrtrichtung vor und hinter den einschlagbaren Rad angeordneten Querfuhrungsrollen. Bei der einseitigen Anordnung von QuerfUhrungsrollen treten gewiss· Fragen und Probiene hinsichtlich der Eigendynanik des Regelkreises auf, der aus QuerfUhrungssteg, QuerfUhrungsrolle nit Tragarn, schwenkbarer Fahrzeugnabe, RadauOenunfang und Straßenoberfläche gebildet ist. Eine solche ProblenatIk ist bei einen Fahrzeug nit vor und hinter den Fahrzeugrädern angeordneten Querfuhrungsrollen nicht gegeben, weil hier die Radstellung stets durch den Verlauf des QuerfUhrungssteges zwangsweise vorgegeben wird. Dies ist ein gewisser Vorteil der beidseitigen Anordnung von Querführungsrolleni naohteilig* daran ist Jedoch, daß Querführungsrollen und Tragarn· In doppelter Anzahl vorgesehen werden müssen, was di« ungefederten Massen und somit den Federungskomfort der Fahr··Ug· beeinträchtigt. Bei den quergeregelten Fahrzeugen nit nur einer QuerfUhrungsrolle je lenkbarem Fahrzeugrad sind die ungefederten Massen zwar kleiner und die Haiteam· und dl· Qu«rfUhrungsrellen sind auch von QuerfUhrungskräften entlastet, well diese von den Tragrädern der Fahrzeuge nit Ub«rn«nnen werden können ι dafUr haftet dieser Art der Fahrs«ug· J«deefc der Nacht·11 an, daO das Regelsystem oberhalb von bestinnten Fahrgeschwindigkeiten an zu Querschwingungen neigt, die den Fahrkonfort und di· Fahrsicherheit beeinträchtigen und dl· dl« Hüehstgeschvendigkeit des Fahrzeuge· beschneiden.

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Aufgabe dar Erfindung iat ti, dia eingang· genannte Anordnung in der Weise zu verbeaaern, daß auch höhere Fahrgeschwindigkeiten ohne Erregung bzw. Entstehung von QuerfUhrungsschwingungen zugelaeeen werden können.

Dieae Aufgabe wird erfindungagemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Während man bisher davon ausgegangen war» daß die QuerfUhrungsrolle alt einer gewissen Nachgiebigkeit an der Radnabe gehaltert werden muß, lehrt die Erfindung demgegenüber· daß nicht nur die Halterung der QuerfUhrungsrolle, aondern diese selber auch möglichst hart ausgebildet sein muß, damit auch kleinste Querverlagerungen des Fahrzeuges innerhalb der Querführung«βtege sofort zu entsprechenden Winkelveränderungen der einschlagbaren Räder führen.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert| dabei zeigern

Fig. 1 die Draufsicht auf die Vorderachspartie eines querfUhrbaren Omnibusses,

Fig. 2 die Seitenansicht auf das Fahrzeug nach Flg. 1,

Fig. 3 und k je ein Ausftthrungsbelspiel für ein Element für die elastische Mittenzentrierung der Haltearme und der Querführungsrollen in Geradeausateilung und

Fig. 5 die Größenverhältnisse und Relativlagen der Quer· fUhrungarollen.

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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Omnibus 3 kann spurungebuiulon auf normalen Straßen und spurgebuudon auf einor speziellen rohrbahn 1 mit seitlich daran angeordneten spurgebenden Quer!ührun^sstegen 2 verkeliron. Die lenkbare Vorderachse k dos Fahrzeuges woist einuii Achstra^or 6 mit schwenkbar daran über die jchvenkgelenko 8 angelenkten einschlagbaren Rädern 5 auf. Auf den mit den Rädern vurschvenkbaron Radnaben 7 sind in Fahrtrichtung 1*4 nach vorne sich erttreckondo Hai te arm· 11 angeordnete, an deron äußerem vorderem Lndc Querführungsrollen 12 gelagert sind. Die schwenkbaren Radnaben der gegenüberliegenden Räder stehen Über Spurhebel 9 und die Spurstange 1o miteinander in Verbindung.

Zur Vermeidung von Querschwingungen bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ist der abgewinkelte Haltearm 11 so biegesteif wie möglich ausgestaltet, woboi jegliche Elastizitäten und Gelonkstellen vermieden sind. Mit der gleichen Zielsetzung ist auch die Quorführungsrolle als Metallrad ausgestaltet mit einem Laufkranz 13 aus Vollgummi. Die radiale Stärke 26 des Laufkranzes ist relativ goring gehalten, damit eine möglichst harte Charakteristik der Querflihrungsrolle erzielt wird. Die Laufkranzstärke beträgt etwa 1o bis 2o Prozent des Rollendurchmossers 21. Die Gummihärte des Laufkranzes entspricht mindestens dor Gummihü'rte des Reifengummis der Tragr^!>der 5·

Der Haltearm 11 und die Querführungsrolle 12 sollen nicht nur mögliche t hart sein, sondern sie sollen sogar unter einer gewissen Vorspannung an den QuerfUhrungsstegen 2 anliegen; die Vorspannung beträgt etwa Ίοο bis looo N. Diese Vorspannung

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kann dadurch erzielt werden, daß der AuBenab»tand 1S dor Querführungsrollen geringfügig größer gehalten wird als der Innenabstand 10 der Querführuxi£;st* to^e .?. T.^ arj-ibt sich dadurch auf beiden Seiten ein kleines Übermaß 17· Hoim Linraiiren dos Ouiuibusses in die Fahrbahn mit don Querführung»stoßen 2 werden dann die Haltearuie und dio Querführuiigsrollcn beiderseits um dieses Übermaß nach innen zusammengedrückt, wobei sich die oben genannte Vorspannung ergibt. Bei Omnibussen, wie sie für den öffentlichen Personennahv«kehr üblich sind, kann das Übermaß 17 auf beiden Seiten etwa 3 bis 3 mm betragen. Hierbei wird etwa 1 mm Nachgiebigkeit auf den Haltcarm 11 entfallen und die restliche Einfodorung wird auf oino Abplattung der QuerfUhrungsrolle an ihrem Vollgummi-Laufkranz zurückgehen. Der Laufkranz hat eine progrossiv ansteigende Fodercharakteristik, so daß mit zunehmender Lenkkraft die Ein federung immer geringer wird.

Zur Erzielung einer möglichst großen Biegesteifigkeit des Haltearmee werden die dem Fachmann geläufigen KonsLruktiorisgrundsiitze angewandt. Es soi an dioscr Stelle noch einmal daran erinnert, duü der Haltuarui 11 selber lediglich durch die Lenkkräfte, nicht aber durch die Quorführungskräfte für das Fahrzeug beansprucht wird. Es kommt bei der Ditnensionierung des Haltearmee nicht daruuf an, daH bestimmte Spannungen nicht Überschritten werdet sondern darauf, dali die unvermeidbare Einfederung des Haltearmes nicht über ein bestimmtes Maß hinausgeht. Oa die QuerfUhrungsrollo nur durch die Lenkkräfte belastet ist, kann sie relativ klein und leicht gestaltet werden. Dies kommt nicht nur der Größe der ungefederten Masse und dem Federungekomfort des Fahrzeuges zugute, sonder dies

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wirkt sich auch vorteilhaft auf die Pia 17. verhältnis se und die Unterbringunftsmöglichkeiton der Quorführungsrolle aus. Die Quorführungsrolle kann in ihrem Durchmesser 21 kleiner gehalten vordem als die Aul standsbreite 22 der Fahrzeugreifen. Auslohend vom Durchmesser 23 dieser Reifen kann die Querführungsrolle etwa 15 his 2o Prozent dieses Durchmessers beinessen worden.

Dank der guten schwingungsfreien FUhrungseigenschaften der Rollenhalterung braucht dor soitliche Überstand 2k der QuerfUhrungsrollen Über die Außenkante 25 der Tragräder nur sehr gering zu sein. Er kann auf otwa 8 bis Io Prozent des Durchmessers der Fahrzeugräder beschränkt werden. Dadurch kann Fahrbahnbreite gespart werden, was für das System des äußerlich quergefUhrton Omnibusses besonders wichtig ist.

Wie bereits erwähnt, kann die auf dem Prinzip der Querregelung beruhende Querführung der vorliegenden Art auch mit einer einseitigen Führung des Fahrzeuges mittels nur eines einzigen QuerfUhrungssteges auskommen. Straßenfahrzeug mit nur einer gelenkton Fahrzeugachse haben in Kurven die Tendenz, mit der ungolenkten Fahrzeugachse zum Kurveninneren hin seitlich auszuweichen. Bei Kurven untorhalb eines bestimmten Krümmungsradius wird der Seitenversatz der ungelenkten Hinterachse größer sein als dor Überstand 2h der Querführungsrollen. Sollten engere Kurven gefahren werden, so darf im Kurvenbereich auf der kurveninneren Seit· ein QuerfUhrungssteg nicht vorhanden seinj innerhalb dieses De-

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reiches muß das Fahrzeug einseitig durch die kurvonüuHoro Querführungsrolle geführt worden. Damit dies ohne weiteres möglich ist, ist die elastische Mittenzentrieruiig dor HaI-tearme 11 und der QuurfUhrungsroll on 1? in Geradoausstollung durch die Einrichtung 18 bzw. 19 vorgesehen. Bei Kurvenfahrt ist die QuerfUhrungerolle zur Fahrzeuginitto hin aus der G'jradeausstellung herausgedrängt; sie wird durch die Mittenzentrierung 18 bzw. 19 auf den kurvenäußoren Querführungβsteg gespannt. Dadurch folgt die Querführungsrolle dem Querfuhrungssteg auch dann, wenn sich das kurvenäußere Fahrzeugrad Über das Normalmaß von dem entsprechenden Querführungssteg entfernen sollte.

In den Fig. 3 und k sind zwei Ausführuiigsbeispiele für ein Element zur Nittenzentriorung dargestellt, von denen das eine (Fig· h) dem nach Fig. 1 entspricht und eine elastische Feder 29 als entscheidendes Element aufweist, wohingegen die Einrichtung 19 nach Fig. 3 an entsprechender Stelle einen Druckraum 29' aufweist, der hydropneumatisch unter Druck gesetzt werden kann und auch druckentlastot werden kann. Die Entlaetbarkeit der Mittenzentrierung nach Fig. 3 hat den Vorteil, daß bei spurungehundener Fahrt keine RUckstellkräfte auf die lenkbaren Fahrzeugradar in Geradeausstellung ausgeübt werden können, was iür den Fahrzeugführer störend und lästig sein kann.

Die Mittenzentrierung 18 nach Fig. h ist folgendermaßen aufgebaut: In einem Federgehäuse 28 sind in definiertem Abstand zwei Anschläge für Federteller 3o vorgesehen. Deido Federteller werden durch die Feder 29 an die Anschlägo go-

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drückt. An einer Kolbenstange 2~ ist eine Zugstange 31 angebracht, die beweglich durch beide Fodertoller hindurchgeführt isi und an deren Ende ein Zugstangeiikopf angebracht ist. Der Abstand zwischen den GohJiuseanschlügon für die Federte^ller und der Abstand zwischen dem Zugstangenkopf und der Schulter Zugstange 31/Kolbenstange 27 sind untereinander genau gleich gefertigt. Durch Hineinstoßen der Kolbenstange 27 in das Gehäuse 28 wird die Feder 29 durch den linken Federteller komprimiert, wohingegen die Zugstange 31 durch den rechten Federteller hindurchgleitet. Beim Herausziehen der Kolbenstange aus dem Gehäuse wird die Feder 29 durch den rechten Federteller komprimiert, wobei die Zugstange durch den linken Federteller hindurchgleitet. In beiden Fällen hat die Feder 29 die Tendenz, die in Fig. h dargestellte mittlere zentrierende Lage wieder herbeizuführen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Mittelstellung hysteresefrei und lagegenau reproduziert werden kann.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind entsprechende Teile mit der gleichen Bezugszahl bzw. mit einer solchen mit hochgestelltem Strich bezeichnet, so daß insoweit auf die voraufgegangene Beschreibung verwiesen werden kaiui. Die Kraft der Feder 29 wird bei diesem AusfUhrungsbeispiel durch den Druck im Druckraum 29' aufgebracht. Die Teller 3°' sind als Flachkolben ausgebildet. Das aus dem Druckraum 29' verdrängte öl gelangt in den Windkessel 33, der dem Element seine Federcharakteristik verleiht. Bei spurgebundener Fahrt wird der Windkessel 33 über das Ventil 35 von der Druckquelle 34 aus aufgefüllt und gespannt, so daß die Mittenzentrierung wirksam ist. Für spurungebundene Fahrt wird

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der Windkessel über das Ventil druckontias tu t, so dall die· Mittonzentrierunc wirkungslos isjt.

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Leerseite

Claims

274R4G2 Daiinlur-Uonz Aktiorjc.·-'.! L L -r.hni'i Stuttgart-Untertürkhoir:> ;>,, ;.... i t -■ ·."/'■'> rj. 10.77

1.1 Von außen mechanisch spur fahrbare» Fahrzeug, insbesondere _--- tür don öf font Lichen l'ersonoiiiiahvorkohr, mit einor lenkbaren mit einschlngbaron Rädern vorsehonon Fahrxou^nchso und mit an den Raduabon dor einseht agbareii Räder nncoordrieton sich einseitig in Fahrtrichtung nach vorn erstreckenden Halteanuen, an deren vorderon Lucio ο ine in Fahrtrichtung vor dem entsprechenden einschlagbaron Rad gelegene Qnorführungsrolle zur selbsttätigen i'ahrbahiisoi ti^en Flceiaflussung des Einschlagwinkels der oinschlagbaron Räder vorgesehen ist, dadurch gokonnzoichn ο t , daß die Halteariae (ii) unter Ausschal tun,·; vau Elastizitäten oder Nachgiobigkei ton so biegoharL wie t.iü;;-lich ausgebildet und di«a niotal lenon Quorf üliruii{;srollen (12) mit einem Vollguuuni-Laufkr.ii:·· (IT) vor.sclion sind.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch q e k u 11 11 zeichne t , daß die QuorführungsrolLon (1^-') unter einer Vorspannting von etwa 4oo bis I000 N an dio ontsprochenden fahrbahnsei tigen Querf ührungsnii t toi (2) angepreOt sind.

3· Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2 mit beiderseits dos Fahrzeuges angeordneten Haltearuion und (Juorfiihrungsrollon, dadurch go kennzeichnet, da Γ dio Haltearme (11) der beiden Fahrzeugseiten durch einen Kraft-

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spoiclior ( 1 >, \j) in Richtung am' cine! dor Coraduausi'ahrt ontc_t>iuclioiulo Stollunj ^.spannt ·* i Md .

U. Fnhrr ,_, .^wicii exnoni nr-~ '<:'. r:iv-iiu I bis Ί mit beiderseits c". ■-. iuiirzou/^cs an;;uordno Lon Haltoarnioti und ijuürf uhrungsrullon, d . il u r c Ji /7 ο !. ο η η /. e i c h η ο Ι , fix.· Mallournie ('1) w.i M ■ viriicli xn Richtuiif; auf eino Knhrzcujseitcn vorspannbar sind.

!>. Fahrzeug nach oinoni «lor Aiisfriiche 1 bis h, dadurch C c k β η η ü ο i c h η ο t , daO dor Durchmesser (21) der Quorfühi initfsrolle (12) otwa I5 bis 2o Prozent des Durchmossers (23) der oinschlagbaren Räder (5) beträgt.

(-. Fahrzeug nach uinoiii dor Ansprucho 1 bis ^rj, dadurch ge kennzeichne t , dai) der Durchmesser (21 ) der i^uorführun^srollo (12) geringer is L als die Aufstandsbreito (?«?) dor Kahr^oucrador (5)·

7· Fahrzeug nach oinoni dor Ansprüche 1 bis (., dadurch g ο k β η π ;:·..· i c ii 11 e t , da Γ die Quer führun^srol lon (P) utü . Lv.a >-> bis Io I'roionl dot» üurchmessors/der Fahrzeugrädor {j) seitlich geconüber der AuHenlcnnta (25) der Fahrzeugradar (^r,) überstehen (MaO 2h).

S. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzexchnot , daß der VoIlgummi-Laufkranz (T)) der QuerführungsroHoii (i2) in radialer Richtung otwa Io bis 2o Prozent des Rollendurchmessers (21) mißt (Maß 26).

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ORIGINAL

- .3 - Dn im 1 1 fW..?

S). Fahrzeug nach ο i nein dor Ansprüche 1 Ins o, d π d ti r c h g β *.. ο u li ζ ο i c Ii Ii ο I. , * I.-»■ :■ «lic (ίιιιιιιιι i h^:-r t ο des Vo.¹ .1 -gummi -Laui'kraii£o.-> (13) woiiifjs tonn olwa der ll.ii't.o <!o:i Ui'.i- fengummis dor Fahrzeugriidor (3) onl spricht.

1o. Fahrzeug nach einem der Auspriiuht; 1 bis ^l) mit· ouitlor.soils des Fahrzoufjes angeordneten Ilallcnrmen und ciuorfiihrun^s- rollen, dadurch (j e k t» η η ζ e i c h η c 1 , daß der AuOonabstand (15) der (iiu;riüJiruii{;srol.lon (1^) in entspanntem freiem Zustand gröOor ist als dc;r Inneiiabsl and (16) der Querführungsstoge (2) dei· aufjohürifjon Fahrbahn (1) (Übermaß 17).