DE29707031U1 - Articulated vehicle - Google Patents
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Description
HÜBNER Gummi- und H 6 4 GM 39 0HÜBNER rubber and H 6 4 GM 39 0
Kunststoff GmbH 17.04.97 Agathofstraße 15
D-34123 KasselKunststoff GmbH 17.04.97 Agathofstrasse 15
D-34123 Kassel
Gelenkfahrzeug BeschreibungArticulated vehicle description
Es ist bekannt, bei Gelenkfahrzeugen Vorderwagen und Hinterwagen mittels eines Drehkranzgelenkes miteinander zu verbinden, um die notwendigen Knickbewegungen zwischen Vorderwagen und Hinterwagen um eine vertikale Hochachse zu ermöglichen. Das Drehkranzgelenk weist zwei Drehkränze auf, von denen der eine dem Vorderwagen, der andere dem Hinterwagen zugeordnet ist und die um die erwähnte Hochachse relativ zueinander schwenkbar sind, wobei im allgemeinen zur Reibungsminderung Wälzkörper zwischen den beiden Drehkränzen angeordnet sind, die Drehkranzgelenke also Wälzlager sind.It is known to connect the front and rear of articulated vehicles using a slewing ring joint in order to enable the necessary bending movements between the front and rear around a vertical axis. The slewing ring joint has two slewing rings, one of which is assigned to the front and the other to the rear, and which can be pivoted relative to one another around the vertical axis mentioned, with rolling elements generally being arranged between the two slewing rings to reduce friction, i.e. the slewing ring joints are roller bearings.
Insbesondere bei Straßengelenkfahrzeugen, als deren besondere Vertreter Gelenkomnibusse anzusehen sind, ist im allgemeinen der Vorderwagen mit zwei Achsen ausgerüstet, von denen eine Achse dem vorderen, die zweite Achse dem hinteren Ende des Vorderwagens zugeordnet ist, während der Hinterwagen lediglich am hinteren Ende mit einer Achse bzw. Achsgruppe ausgerüstet ist und am vorderen Ende auf dem hinteren Ende des Vorderwagens in dem erwähnten Drehkranzgelenk aufgesattelt ist. Dabei kann der Drehkranz des Hinterwagens auf dem Drehkranz des Vorderwagens abgestützt oder am Drehkranz des Vorderwagens aufgehängt sein. "Achsen" bedeitet om doese, Zusammenhang zusammengefaßte Radpaare für die Abstützung des Fahrzeuges auf der Fahrbahn, während im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung "Achsen" vorzugsweiseIn particular in the case of articulated road vehicles, of which articulated buses are to be regarded as special representatives, the front section is generally equipped with two axles, of which one axle is assigned to the front end and the second axle to the rear end of the front section, while the rear section is only equipped with one axle or axle group at the rear end and is mounted at the front end on the rear end of the front section in the aforementioned slewing ring joint. The slewing ring of the rear section can be supported on the slewing ring of the front section or suspended from the slewing ring of the front section. "Axles" in this context mean combined pairs of wheels for supporting the vehicle on the roadway, while in the context of the present invention "axles" preferably
Linien sind, um die Bewegungen zwischen den beiden Teilfahrzeugen des Gelenkfahrzeuges erfolgen.Lines are used to control the movements between the two sub-vehicles of the articulated vehicle.
Die Antriebsmaschine kann im Vorderwagen oder im Hinterwagen untergebracht sein und die Hinterachse des Vorderwagens antreiben. Als besonders zweckmäßige Konzeption hat sich die Anordnung der Antriebsmaschine im Heck des Hinterwagens im Bereich der Achse dieses Hinterwagens zum Antrieb dieser Achse erwiesen, womit der Gelenkomnibus ein sogenannter "booster" ist.The drive motor can be housed in the front or rear of the vehicle and can drive the rear axle of the front vehicle. The arrangement of the drive motor in the rear of the rear vehicle in the area of the axle of this rear vehicle to drive this axle has proven to be a particularly practical design, making the articulated bus a so-called "booster".
Wiederum insbesondere bei Straßengelenkomnibussen müssen nun auch Möglichkeiten geschaffen werden, daß die beiden Teilfahrzeuge um eine horizontale Querachse Nickbewegungen ausführen können, um Fahrbahnquerwellen überfahren zu können, ohne daß die Räder von der Fahrbahn abheben. Um ohne Abheben der Räder von der Fahrbahn Längswellen befahren zu können, z.B. wenn das Fahrzeug mit den Rädern einer Seite in eine erhöhte Parkbucht einfährt, müssen in entsprechender Weise Wankbewegungen zwischen Vorder- und Hinterwagen um eine Längsachse möglich sein. Hoch-, Quer- und Längsachse können sich im Mittelpunkt des Drehkranzgelenkes schneiden oder es können sich im Mittelpunkt des Drehkranzgelenkes nur Hoch- und Längsachse schneiden, während die Querachse in der Längsrichtung des Fahrzeuges versetzt ist, um in einem anderen als dem Gelenkmittelpunkt die Längsachse zu schneiden. Die Querachse kann auch so angeordnet sein, daß sie die Längsachse überhaupt nicht schneidet, sondern ober- oder unterhalb der Längsachse diese kreuzt. Ist die Querachse gegenüber dem Gelenkmittelpunkt in Fahrzeuglängsrichtung versetzt, so kann sie die Längsachse innerhalb oder außerhalb des Drehkranzgelenkes schneiden oder kreuzen.Again, particularly in the case of articulated buses, it is now necessary to create options for the two vehicle sections to perform pitching movements around a horizontal transverse axis in order to be able to drive over transverse undulations in the road without the wheels lifting off the road. In order to be able to drive over longitudinal undulations without the wheels lifting off the road, e.g. when the vehicle drives into a raised parking bay with the wheels on one side, rolling movements between the front and rear of the vehicle around a longitudinal axis must be possible in a corresponding manner. The vertical, transverse and longitudinal axes can intersect at the center of the slewing ring joint, or only the vertical and longitudinal axes can intersect at the center of the slewing ring joint, while the transverse axis is offset in the longitudinal direction of the vehicle in order to intersect the longitudinal axis at a point other than the center of the joint. The transverse axis can also be arranged in such a way that it does not intersect the longitudinal axis at all, but rather crosses it above or below the longitudinal axis. If the transverse axis is offset from the joint centre in the longitudinal direction of the vehicle, it can intersect or cross the longitudinal axis inside or outside the slewing ring joint.
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Nick- und Wankbewegungen zwischen Vorder- und Hinterwagen werden durch den Einbau entsprechender nachgiebiger Gumraielemente ermöglicht. Bei einer seit langem üblichen Bauweise sind hierzu an dem äußeren der beiden Drehkränze des Drehkranzgelenkes in Querrichtung achsgleich einander gegenüberliegend Zapfen angeordnet, um deren Längsachsen Lageraugen drehbar sind, die dem Teilfahrzeug zugeordnet sind, dem der äußere Drehkranz zugeordnet ist. Hierzu kann beispielsweise der innere der beiden Drehkränze des Drehkranzgelenkes auf einem Portal am hinteren Ende des Vorderwagens gehalten sein, der äußere der beiden Drehkränze des Drehkranzgelenkes auf dessem unteren Drehkranz abgestützt sein, mit seitlichen Zapfen versehen sein, die von Lageraugen am äußeren Ende einer Gabel umschlossen sind, die ihrerseits am anderen Ende am vorderen Ende des hinteren Teilfahrzeuges befestigt ist. Zwischen den Zapfen und den Lageraugen sind Gummibuchsen eingepreßt, die infolge ihrer Tordierbarkeit um die Längsachse von Zapfen, Lageraugen und Gummibuchsen Nickbewegungen zwischen den Teilfahrzeugen zulassen und infolge ihrer Zug- Druckverformbarkeit Wankbewegungen zuzulassen, wobei an den beiden Enden der Gummibuchsen die Druck- und Zugzonen in vertikaler Richtung gegeneinander vertauscht sind. Entsprechende Gummibuchsen oder ähnliche elastische Bauteile finden auch dann Anwendung, wenn die Nickachse (Querachse) die Wankachse (Längsachse) außerhalb des Mittelpunktes, gegebenenfalls sogar außerhalb des Drehkranzgelenkes schneidet oder kreuzt.Pitching and rolling movements between the front and rear of the vehicle are made possible by installing corresponding flexible rubber elements. In a design that has long been common practice, pins are arranged on the outer of the two slewing rings of the slewing ring joint in the transverse direction, opposite each other, with the same axis, around whose longitudinal axes bearing eyes can be rotated, which are assigned to the sub-vehicle to which the outer slewing ring is assigned. For example, the inner of the two slewing rings of the slewing ring joint can be held on a portal at the rear end of the front of the vehicle, the outer of the two slewing rings of the slewing ring joint can be supported on its lower slewing ring, and can be provided with lateral pins that are enclosed by bearing eyes at the outer end of a fork, which in turn is attached at the other end to the front end of the rear sub-vehicle. Rubber bushings are pressed in between the pins and the bearing eyes. Due to their ability to twist around the longitudinal axis of the pins, bearing eyes and rubber bushings, they allow pitching movements between the sub-vehicles and, due to their ability to be deformed under tension and compression, they allow rolling movements, whereby the compression and tension zones are swapped over in the vertical direction at the two ends of the rubber bushings. Corresponding rubber bushings or similar elastic components are also used when the pitch axis (transverse axis) intersects or crosses the roll axis (longitudinal axis) outside the center point, possibly even outside the slewing ring joint.
In jedem Fall finden bei den bekannten Lösungen ein komplettes Wälzlager mit Drehkränzen und Wälzkörpern sowie vom Lager baulich getrennte elastische Mittel Anwendung, die Nick- und Wankbewegungen zwischen denIn any case, the known solutions use a complete rolling bearing with slewing rings and rolling elements as well as elastic means structurally separate from the bearing that allow pitching and rolling movements between the
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beiden Fahrzeuggliedern eines Gelenkfahrzeuges ermöglichen. Es ist damit ein besonderer baulicher Aufwand und vor allem ein erheblicher Platzbedarf im Fahrzeug verbunden.both vehicle parts of an articulated vehicle. This involves a special construction effort and, above all, a considerable amount of space in the vehicle.
Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine vom Bauaufwand und Platzbedarf her zweckmäßigere Lösung aufzuzeigen. Dabei soll die Erkenntnis zum Zuge kommen, daß moderne Techniken der Auslegung von elastischen Mitteln in der Art von Gummi die Befriedigung nahezu aller Bedürfnisse zulassen.The aim of the invention is to remedy this situation and to show a more practical solution in terms of construction effort and space requirements. The aim is to take into account the fact that modern techniques for the design of elastic means such as rubber allow the satisfaction of almost all needs.
Demzufolge wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mittel für die Ermöglichung von Nick- und Wankbewegungen zwischen den beiden Fahrzeuggliedern eines Gelenkfahrzeuges derart in das die Knickbewegungen zwischen diesen Fahrzeuggliedern zulassende Drehkranzgelenk integriert sind, daß sie zwischen zwei Drehkränzen des Drehkranzgelenkes angeordnet sind und alle Bewegungen zwischen den Fahrzeuggliedern zulassen, also Nick-, Wank- und Knickbewegungen.Accordingly, it is proposed according to the invention that the means for enabling pitching and rolling movements between the two vehicle members of an articulated vehicle are integrated into the slewing ring joint that allows the bending movements between these vehicle members in such a way that they are arranged between two slewing rings of the slewing ring joint and allow all movements between the vehicle members, i.e. pitching, rolling and bending movements.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing and described below. In the drawing show
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Drehkranzgelenk zwischen zwei Teilfahrzeugen eines Gelenkomnibusses in perspektivischer Darstellung;Fig. 1 shows a slewing ring joint according to the invention between two sub-vehicles of an articulated bus in a perspective view;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Drehkranzgelenk undFig. 2 is a plan view of the slewing ring joint shown in Fig. 1 and
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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig.l.Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig.l.
Am hinteren Ende des Vorderwagens 1 eines Gelenkomnibusses 2 ist ein Portal 3 angeschlossen derart, daß jegliche Relativbewegungen des Portals 3 gegenüber dem Vorderwagen 1 ausgeschlossen sind. Weist der Vorderwagen 1 ein tragendes Bodengerippe auf, so ist das Portal 3 mit diesem Bodengerippe starr verbunden. Am äußeren Ende des Portals 3 trägt dieses den unteren Drehkranz 4 eines Drehkranzgelenkes 5. Auf diesem unteren Drehkranz ist ein oberer Drehkranz 6 des Drehkranzgelenkes 5 abgestützt. Die vertikale Drehachse des Drehkranzgelenkes 5, die durch den Gelenkmittelpunkt geht, ist mit 70 bezeichnet, üblicherweise befindet sich nun zwischen oberem und unterem Drehkranz ein Ringspalt, der Wälzkörper aufnimmt, um Drehbewegungen zwischen oberem und unterem Drehkranz und Knickbewegungen zwischen Vorder- und Hinterwagen um die vertikale Gelenkhochachse 7 zu ermöglichen bzw. zu begünstigen. Bei der Erfindung ist nun die vertikale Gelenkhochachse 7 die Symmetrieachse einer konzentrisch um diese herumgeführte Kammer 8, die von oberem und unterem Drehkranz umschlossen ist. Zu diesem Zweck ist sowohl der obere als auch der untere Drehkranz topfförmig ausgebildet, wobei die offenen Seiten der Töpfe einander zugekehrt und die Ränder so ausgebildet sind, daß sich der obere Topf mit seinem Rand zumindest mittelbar auf dem Rand des unteren Topfes abstützen kann, ohne daß jedoch Drehbewegungen zwischen oberem und unterem Topf um etwa +/- 50 bis 60° zu ermöglichen, was auch der maximal mögliche und benötigte Knickwinkel zwischen beiden Teil fahrzeugen ist. In diese Kammer ist nun ein Gummikörper 9 eingelegt, der aus einem zylindrischen Mittelteil 9a besteht, dessen Ober- und Unterseite sichAt the rear end of the front carriage 1 of an articulated bus 2, a portal 3 is connected in such a way that any relative movement of the portal 3 with respect to the front carriage 1 is excluded. If the front carriage 1 has a supporting floor frame, the portal 3 is rigidly connected to this floor frame. At the outer end of the portal 3, this supports the lower slewing ring 4 of a slewing ring joint 5. An upper slewing ring 6 of the slewing ring joint 5 is supported on this lower slewing ring. The vertical axis of rotation of the slewing ring joint 5, which goes through the joint center, is designated 70. There is usually an annular gap between the upper and lower slewing rings, which accommodates rolling elements in order to enable or promote rotational movements between the upper and lower slewing rings and bending movements between the front and rear carriages around the vertical joint axis 7. In the invention, the vertical joint axis 7 is the axis of symmetry of a chamber 8 which is concentrically guided around it and which is enclosed by the upper and lower slewing rings. For this purpose, both the upper and lower slewing rings are pot-shaped, with the open sides of the pots facing each other and the edges being designed in such a way that the upper pot can at least indirectly rest with its edge on the edge of the lower pot, without, however, allowing rotational movements between the upper and lower pots of approximately +/- 50 to 60°, which is also the maximum possible and required bending angle between the two vehicle parts. A rubber body 9 is now inserted into this chamber, which consists of a cylindrical middle part 9a, the top and bottom of which are
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in je einem Kegel 9b, 9c fortsetzt, dessen Spitze 9d bzw- 9e in der Gelenkmittellinie bzw. Gelenkhochachse 7 liegen. Die Abstützung des oberen topfförmigen Drehkranzes auf dem unteren topfförmigen Drehkranz erfolgt unter Einschaltung des etwas komprimierten Gummikörpers, wobei im Einbauzustand die Abstützkraft eine solche Vorspannung im Gummikörper 9 erzeugt, daß dessen beschriebene Grundform im wesentlichen erhalten bleibt, zwischen den Innenseiten der Deckel der Töpfe und dem Gummikörper 9 aber Reibkräfte ausgebildet werden, die bei Relativbewegungen zwischen den beiden Topfen um die Hochachse 7 eine entsprechende Torsionsverformung des Gummikörpers 9 bewirken und dadurch einerseits möglich, andererseits gedämpft sind. Infolge der im Querschnitt keilförmigen Freiräume zwischen dem Gummikörper 9 und den Deckeln der Töpfe 4,6 sind Nickbewegungen um eine horizontale, den Gelenkmittelpunkt schneidende, bezüglich der Längsrichtung des Fehrzeuges quer verlaufende Achse 10 möglich, ohne gedämpft zu werden. Bei größeren Nickbewegungen kommen die sich schräg stellenden Deckel der Töpfe zunächst auf entsprechenden Gummikörperflächen zur Auflage, um bei weiterem Größerwerden der Nickbewegungen den Gummikörper in ausgewählten Bereichen unsymmetrisch zu komprimieren und die Nickbewegungen zu dämpfen.in a cone 9b, 9c, the tip 9d or 9e of which lie in the joint center line or vertical axis 7. The support of the upper pot-shaped slewing ring on the lower pot-shaped slewing ring takes place by using the slightly compressed rubber body, whereby in the installed state the supporting force creates such a pre-tension in the rubber body 9 that its described basic shape is essentially retained, but friction forces are formed between the insides of the lids of the pots and the rubber body 9, which in the case of relative movements between the two pots around the vertical axis 7 cause a corresponding torsional deformation of the rubber body 9 and are thus on the one hand possible, on the other hand dampened. Due to the wedge-shaped cross-section of the free spaces between the rubber body 9 and the covers of the pots 4, 6, pitching movements around a horizontal axis 10 that intersects the joint center and runs transversely with respect to the longitudinal direction of the vehicle are possible without being dampened. In the case of larger pitching movements, the inclined covers of the pots initially come to rest on the corresponding rubber body surfaces in order to compress the rubber body asymmetrically in selected areas as the pitching movements become larger and to dampen the pitching movements.
Entsprechendes gilt für Wankbewegungen zwischen den beiden Fahrzeuggliedern um eine in der Längsrichtung des Gelenkfahrzeuges verlaufende, den Gelenkmittelpunkt schneidende Achse 11.The same applies to rolling movements between the two vehicle parts about an axis 11 running in the longitudinal direction of the articulated vehicle and intersecting the joint centre.
Die Härte des Gummikörpers kann in unterschiedlichen ümfangsbereichen verschieden bestimmt werden, um Nick-The hardness of the rubber body can be determined differently in different circumference ranges in order to
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bewegungen im Bereich von etwa +/- 10°, Wankbewegungen im Bereich von etwa +/- 3° zu ermöglichen; diese Werte ebenso wie der Knickwinkel ergeben sich aus den praktischen Bedürfnissen. Der Abstand 12 zwischen den Rändern der beiden Töpfe muß so bemessen werden, daß die vorbeschriebenen Bewegungen möglich sind, ohne daß dies im Einzelnen ausgeführt werden müßte.movements in the range of about +/- 10°, rolling movements in the range of about +/- 3°; these values, as well as the bending angle, are determined by practical requirements. The distance 12 between the edges of the two pots must be such that the movements described above are possible without this having to be carried out in detail.
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