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Gelenkverbindung für ein Gelenkfahrzeug, insbesondere einen
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Omnibus Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung für ein Gelenkfahrzeug,
insbesondere einen Omnibus, mit einem an der Hinterachse von einem Antriebsmotor
angetriebenen Vorderwagen und einem Nachläufer, der mit dem Vorderwagen über ein
betriebsmäßig nicht lösbares Drehgelenk gekuppelt ist, das ein Kugeldrehlager mit
vertikaler Drehachse enthält, das auf einem Podest des Vorderwagens angebracht ist
und dessen gegenüber dem Vorderwagen verdrehbarer Teil eine horizontal liegende
Achse trägt, an der der Nachläufer aufgehängt ist.
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Bei Gelenkfahrzeugen der eingangs genannten Art ist es bekannt gewesen,
einen Front- oder Unterflurmotor im Vorderwagen vorzusehen, der über eine Gelenkwelle
mit der Mittelachse verbunden ist. Dadurch wird eine wesentliche Erhöhung des Fabrzeugbodens
in Kauf genommen, was das Ein- und Aussteigen behindert, so daß die Standzeiten
an Haltestellen vergrößert würden.
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Es ist auch bekannt (DT-PS 960 873), den Antriebsmotor im Nachläufer
anzuordnen und über Gelenkwellen mit der Hinterachse des Vorderwagens zu verbinden.
Bei dieser Bauart ist als Gelenkverbindung zwischen Vorderwagen und Nachläufer ein
Kugelgelenk vorgesehen. Eine Realisierung dieser Konstruktion scbeiterte Jedoch
daran, daß das Eugelgelenk eine einwandfreie Führung und Lagerung der Gelenkwelle
nicht gestattete.
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Um einen Gelenkomnibus mit niedrigem Fahrzeugboden und einem Unterflurmotor
zu schaffen, ist bereits vorgeschlagen worden, den Motor in dem Nachläufer unterzubringen.
Bei diesem Vorschlag wird die Achse des Nachläufers sngetrieben, wes jedoch zu anderen
technischen Schwierigkeiten führt, da die gesamte Antriebskraft über das Drehgelenk
auf den Vorderwagen übertragen werden muß. Um diesem Problem zu begegnen, müssen
aufwendige Konstruktionen im Bereich des Drehgelenks vorgesehen werden, wie hydraulische
Knickstabilisatoren o.dgl.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenkfahrzeug der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß ein Unterflurmotor eingesetzt werden kann, so
daß die Fahrzeugbodenhöhe niedrig gehalten werden kenn, während dennoch keine zusätzlichen
Steuerungs- und Sicherungseinrichtungen im Bereich des Drehgelenkes vorgesehen werden
müssen, um eine sichere Kraftübertragung zu gestatten. Diese Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß der Antriebsmotor hinter der Achse des Nachläufers in dem Nachläufer
untergebracht und mit der Hinterachse des Vorderwagens mittels einer 'Gelenkwelle
verbunden ist, die in der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene in Abstand an dem
Kugeldrehlager vorbeigeführt ist und die ein kardanisches Gelenk in der Verlängerung
der vertikalen Achse des Kugeldrehlagers besitzt, auf dem die horizontale, die Nachläufer
aufnehmende Achse mittels eines Aufbaus derart angebracht ist, daß sie quer durch
das kardanische Gelenk verläuft.
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Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß nach wie
vor als Antriebsachse die Hinterachse des Vorderwagens dient, so daß im Normalbetrieb
von dem Drehgelenk zwischen dem Vorderwagen und dem Nachläufer nur Zugkräfte übertragen
werden müssen. Sicherungseinrichtungen gegen ein Ausknicken o.dgl. können somit
entfallen. Durch die Verwendung eines kardanischen Gelenkes in der Gelenkwelle,
das in besonderer Weise zu dem Drehgelenk gelegt ist, lassen sich alle Teile so
anordnen, daß keine unzulässigen Relativbewegungen
zwischen den
Teilen des Vorderwagens und des Nachläufers entstehen, Dabei wird der Vorteil ausgenutzt,
daß ein zweiteiliges Drehgelenk verwendet wird, das nämlich aus dem Kugeldrehlager
und der horizontalen Achse besteht, das in em in der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene
liegenden Bereich offen ist, so daß dort die Gelenkwelle geführt werden kann. Diese
Möglichkeit ist beispielsweise nicht bei ebenfalls bekannten Drehgelenken gegeben,
die im wesentlichen aus einem in der Fahrzeuglängsmittelebene angeordneten den Nachläufer
mit dem Vorderwagen verbindenden Kugelgelenk bestehen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Gelenkfahrzeug,
Fig. 2 eine Seitenansicht mit der Anordnung des Antriebsmotors und der den Antriebsmotor
mit der Antriebsachse verbindenden Gelenkwelle, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Bereich
des Drehgelenkes zwischen dem Vorderwagen und dem Nachläufer in schematischer Darstellung,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3 quer zur Fahrzeugrichtung, Fig. 5 eine Ansicht
entsprechend Fig. 4 auf eine konstruktive Ausführung des Drehgelenkes aus einem
Kugeldrehkranz und einer horizontalen Schwenkachse, Fig. 6 eine Teildraufsicht auf
die Konstruktion nach Fig. 5 und
Fig. 7 eine Ansicht der Konstruktion
nach Fig. 5 und 6 in Fahrzeuglängsrichtung.
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Das in Fig. 1 dargestellte Gelenkfahrzeug, das insbesondere ein Omnibus
darstellt, besitzt einen Vorderwagen 1 und einen Nachläufer 2, die über ein Drehgelenk
3 miteinander verbunden sind.
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Der Vorderwagen 1 weist eine Vorderachse 4 mit gelenkten Rädern und
eine angetriebene Hinterachse 5 auf. Der Nachläufer 2 besitzt eine Achse 6, die
bevorzugt in in Fig. 1 nicht näher dargestellter Weise über Lenkstangen von dem
Vorderwagen 1 aus gelenkt werden kann.
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Das Drehgelenk 3 zwischen dem Vorderwagen 1 und dem Nachläufer 2 besteht
im wesentlichen aus einem an dem Vorderwagen 1 befestigten Kugeidrehlager 7, dessen
verdrehbarer Teil als Aufnahme für eine Horizontale und beim Geradeausfahren quer
zur Fahrzeuglängsrichtung liegenden Schwenkachse 8, an der der Nachläufer 2 um diese
horizontale Achse 8 verschwenkbar aufgehängt ist. Die Schwenkachse 8 läuft quer
durch die vertikale Drehachse des Kugeldrehlagers 7. Der Antrieb der Hinterachse
5 des Vorderwagens 1 erfolgt durch einen hinter der Achse 6 des Nachläufers 2 angeordneten
Antriebsmotor, vorzugsweise einen Unterflurmotor 9, der über eine Gelenkwelle 10
mit der Hinterachse 5 des Vorderwagens 1 verbunden ist. Die Gelenkwelle 10 enthält
ein kardanisches Gelenk 11, das in der Draufsicht in dem Schnittpunkt zwischen der
horizontalen Achse 8 und der Drehachse des Kugeldrehlagers 7 liegt und das in der
Seitenansicht in der Höhe der horizontalen Schwenkachse 8 verläuft. Die Anbringung
der in der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene verlaufenden Gelenkwelle 10 und des
kardanischen Gelenkes 11 in der geschilderten Weise ist dadurch möglich, daß die
Verwendung eines Kugeldrehkranzes 7 in Verbindung mit der horizontalen Schwenkachse
8 den Bereich der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene frei läßt, so daß die betreffenden
Teile auch dort untergebracht werden können.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gelenkfahrzeug ergeben sich für das
Antriebs- und Fahrverhalten keine anderen Bedingungen, els sie auch bei einem Gelenkfahrzeug
vorliegen, bei welchem der Antriebsmotor in dem Vorderwagen 1 untergebracht ist.
Im Vorwärtsbetrieb werden nur Zugkräfte auf das Drehgelenk 3 ausgeübt, die sehr
einfach beherrscht werden können. Höchstens beim Rangieren entstehen Gcbiebekräfte
zwischen dem Vorderwagen 1 und dem Nachläufer 2, die jedoch für diesen Fall zugelassen
werden können, ohne daß besondere Ausgleichsmaßnahmen und Stabilisierungen vorgesehen
werden müssen. Im praktischen Einsatz wird es susreichend sein, wenn eine den maximalen
Winkelausschlag zwischen Nachläufer 2 und Vorderwagen 1 anzeigende Signalleuchte
o.dgl. vorgesehen wird.
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In Fig. 2 ist der Fall auf der Gelenkwelle 10 dargestellt, die den
mit seiner Oberkante etwa in der Ebene der Reifenoberkante der Achse 6 abschließenden
Unterflurmotor 9 mit der angetriebenen Achse 5 verbindet. In dem Bereich der Achse
6 ist ein zwischen zwei Wellenkupplungen 12 und entsprechenden Gelenken 13 vorgesehenes
Teilstück 14 mit einer leicht nach oben gerichteten Neigung vorgesehen. An dieses
Wellenstück 14 schließt sich ein horizontal parallel zur Bodenebene des Nachläufers
verlaufendes Wellenstück 15 an, das mit wenigstens zwei Wellenlagern 16 an dem Nachläufer
gelagert ist. In dem Bereich des Drehgelenkes 3 ist die Welle in zwei Wellenstücke
17 und 18 aufgeteilt, die zwischen sich ein kardanisches Gelenk 19 mittels Kupplungen
12 aufnehmen. Das kardanische Gelenk 19 wird in nicht näher dargestellter Weise
als ein sogenanntes Doppelgelenk ausgebildet, das einen Einschlagwinkel von wenigstens
450 zuläßt. Das Wellenstück 17 ist mit den beiden Wellenlagern 16 an dem Nachläufer
2 und das Wellenstück 18 mit den beiden Lagern 16 an dem Vorderwagen 1 gelagert.
An das Wellenstück 18 schließt über eine Kupplung 12 und ein Gelenk 20 ein weiteres
leicht geneigtes Wellenstück 21 an, das über ein weiteres Gelenk 20 und eine Kupplung
12 mit dem Differential der Antriebsachse 5 des Vorderwagens verbunden ist. Wie
aus Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, liegt das Gelenk 18 mit seinem Gelenkaittelpunkt
in der Draufsicht in
der vertikalen Drehachse des Kugeldrehkranzes
7, die von der horizontalen Schwenkachse 8 geschnitten wird. In der Seitens ansicht
liegt der Gelenkmittelpunkt des Gelenks 18 außerdem in der horizontalen Schwenkachse
8. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Nachläufer 2 sich gegenüber dem
Vorderwagen 1 sowohl um die vertikale Achse des Kugeldrehlagers 7 als auch um die
horizontale Schwenkachse bewegen kann, ohne daß Längenänderungen in dem Verlauf
der Gelenkwelle 10 auftreten.
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Wenn die Räder der Achse 6 des Nachläufers 2 gelenkt werden sollen,
so besteht die Möglichkeit, an dem Motorwagen 1 innerhalb des von dem Kugeldrehlagers
7 umschlossenen Raumes Anlenkpunkte 22 vorzusehen, an welchen zu den Rädern der
Achse des Nachläufers führende Lenkstangen angelenkt werden können. Es ist zweckmäßig,
wenn die Anlenkpunkte 22 für Lenkstangen möglichst exakt in der horizontalen Schwenkachse
liegen, damit nicht durch die Schwenkbewegungen um die horizontale Schwenkachse
8 des Nachläufers Lenkbewegungen ausgelöst werden.
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Bei einer praktischen Konstruktion wird vorgesehen, daß zwischen dem
Kugeldrehlager 7 und Lagergehäusen 23, mit denen der Nachläufer 2 an der Schwenkachse
8 gehalten ist, elastische Elemente angeordnet sind, damit in gewissem Maß auch
noch Kippbewegungen aufgefangen werden können, d.h. voneinander unabhängige Bewegungen
des Vorderwagens 1 und des Nachläufers 2 um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende
Achse. Auf dem drehbaren Teil des Kugeldrehlagers 7 ist auf zwei gegenüberliegenden
Seiten eine U-Schiene 24 angebracht, die zwei Gummiblöcke 25 o.dgl.
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aufnimmt. Auf diesen Gummiblöcken 25 liegt eine durch Profile 26,
27 und 28 verstärkte Platte 29 auf, die in der Mitte zwischen den zwei Gummiblöcken
25 eine Befestigung für einen Lagerzapfen 30 bildet. Die beiden einander diametral
gegenüberliegenden, nach außen über das Kugeldrehlager 7 überstehenden Lagerzapfen
nebmen die beiden Lagergehäuse 23 des Nachläufers 2 auf. Dabei werden innerhalb
der Lagergehäuse 23 noch Gummilager vorgesehen, um einen weiteren Ausgleich für
mögliche Kippschwingungen zu schaffen. Die beiden Lagerzapfen 30 sind über
Konsolen
31 und Ç,uerträger 32 sowie ein Längsprofil 33 miteinander verbunden1 ao daß sie
mit dem Kugeldrehlager 7 einen geschlossenen Rshmen bilden, der den Bereich des
kardanischen Gelenkes 19 der Gelenkwelle 10 umhüllt.
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Die beiden oben liegenden Querträger 32, die ,Jeweils über Konsolen
31 die einander gegenüberliegenden Profile 26 und 28 miteinander verbinden, und
die selbst an ihren beiden äußeren Enden durch das Profil 33 miteinander verbunden
sind, sind in dem mittleren Bereich mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten
Winkeln 34 versehen, die zur Aufnahme eines in der vertikalen Achse des Kugeldrehlagers
7 liegenden Kugelzapfenlagers 35 dienen, an welchem eine Drehscbeibenkonstruktion
befestigt ist, die den gesamten Bereich des Drehgelenkes 3 in der Ebene dtr Fußböden
des Vorderwagens und des Nachläufers abdeckt und die sich mit ihren Rändern auf
diese auflegt. Diese Drehscheibenkonstruktion enthält ein querliegendes Profil 36,
das in dem oberhalb des Profils 33 liegenden Bereich mit Gleitklötzen versehen ist
und in nicht näher dargestellter Weise mit diesen Gleitklötzen auf dem quer zu den
Lagerzapfen 30 liegenden Profil 33 gleitet. An dem Profil 36 sind seitlich zwei
halbkreisförmige Scheiben befestigt, die die Bodenauflage bilden.
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Diese halbkreisförmigen Scheiben sind über Scharniere mit dem Profil
36 verbunden, so daß sie zu Inspektions- und Wartungszwecken aufgeklappt werden
können, wodurch das gesamte Drehgelenk 3 freigelegt wird.
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Das querverlaufende Profil 36 ist an seinen beiden Enden jeweils in
der Mitte des Faltenbalges 37 (Fig. 1) angelenkt, der den Aufbau des Vorderwagens
1 mit dem Aufbau des Nachläufers 2 verbindet. Die an sich um das Kugelzapfengelenk
35 frei drehbare Drehscheibe 36 ist über ein nicht näher dargestelltes Hebelsystem
mit dem Vorderwagen 1 derart verbunden, daß sie in Schwenkrichtung des Vorderwagens
angetrieben wird, wobei jedoch das Hebelsystem so ausgelegt wird, daß die Drehscheibe
sich nur um den halben Winkelbetrag bewegt, mit dem der Nachläufer 2 gegenüber dem
Vorderwagen 1 ausschwenkt.