DE3124869C2

DE3124869C2 - Zweigliedriges gelenkiges Fahrzeug

Info

Publication number: DE3124869C2
Application number: DE19813124869
Authority: DE
Inventors: Bela Dipl.-Ing. Horváth; Egon Dr. Dipl.-Ing. Jánosdeák; Jenö Dipl.-Ing. Mádi; Jozsef Dipl.-Ing. Budapest Németh
Original assignee: Ikarus Karosszeria es Jarmugyar
Current assignee: Ikarus Karosszeria es Jarmugyar
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1986-09-25
Also published as: FR2485462B1; DE3124869A1; HU181554B; FR2485462A1; SE8104024L

Abstract

Zweigliedriges gelenkiges Fahrzeug, bei dem zur gleichzeitigen Verwirklichung einer genauen Spurverfolgung in Kurven mit konstantem Radius, und eines derartigen Anfahrverhaltens, daß sich beim Weglenken des Fahrzeugs von einem Gehsteig die diesem benachbarten Räder (1) aller drei Achsen (4, 5, 6) des Fahrzeuges von dem Gehsteig entfernen, außer einer gelenkten Vorderachse (4) des vorderen Fahrzeuggliedes (2) und einer ungelenkten starren Hinterachse (6) des hinteren Fahrzeuggliedes (3) eine in Abhängigkeit von Gelenkwinkel ( θ) zwischen den Längsachsen der beiden Fahrzeugglieder steuerbar gelenkte Mittelachse (5) vorhanden ist.

Description

ctg²a_: + A² ' \ (ctg² a, + A²)² ctg² a?+ A²

mit einer Abweichung bis zu ± 10% entspricht, worin «?den Knickwinkel, ^₂ den Lenkwinkel der Räder der Mittelachse (5), a den halben Abstand zwischen der Vorderachse (4) und der Mittelachse (5), b den Abstand zwischen der Mittelachse (5) und dem Gelenk (7), cden Abstand zwischen dem Gelenk (7) und der Hinterachse (6) bedeuten und A für 1 -1 steht.

Die Erfindung betrifft ein zweigliedriges gelenkiges Fahrzeug, insbesondere einen Straßen-Gelenkbus, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei an sich bekannten zweigliedrigen Fahrzeugsystemen ist ein gemeinsamer Nachteil darin zu sehen, daß das Nachfahren der einzelnen Räder auf gleicher Spur in Kurven mit konstantem Radius, das heißt der Spurlauf, und die Gefahr, daß das Fahrzeug bei dem Anfahren vom Gehsteig auf diesen hinauffährt, allenfalls nur durch Kompromisse realisierbar war. Wie bekannt, folgen die Räder eines Fahrzeuges, das aus einem vorderen und einem hinteren Fahrzeugglied besteht und eine gelenkte Vorderachse, eine ungelenkte Mittelachse am vorderen Fahrzeugglied, eine ungelenkte Hinterachse am hinteren Fahrzeugglied und ein Gelenk zwischen den Fahrzcuggliedern aufweist, entlang einer Kurve, deren Radius konstant ist, einander auf unterschiedlichen Spuren. Dieses Fahrzeug, das beim Wegfahren vom Gehsteig entsprechend gelenkt wird, kann im wesentlichen nur solche Lagen einnehmen, bei welchen die einzelnen Räder sich vom Bordstein des Gehsteigs entfernen. Zusammengefaßt können diese an sich bekannten Fahrzeuge vom Gehsteig ohne eine Gefahr wegfahren, daß die Spur irgendeines Rades die Bordsteinkante des Gehsteigs schneidet, das heißt daß kein einziges Rad dieses Fahrzeuges auf den Gehsteig auffährt. Dabei sind aber diese an sich bekannten Fahrzeuge — wie es anhand von F i g. 1 ersichtlich ist — nachteilig, weil die einzelnen Räder dieses Fahrzeuges nicht der gleichen Spur folgen.

Für ein anderes an sich bekanntes gelenkiges Fahrzeug ist es charakteristisch, daß es zwar aus denselben oben angegebenen Bestandteilen aufgebaut ist, jedoch die Hinterachse am hinteren Fahrzeugglied gelenkt ist, und daß der Lenkwinkel derselben durch den Knickwinkel, den die Längsachsen des vorderen und des hinteren Fahrzeuggliedes miteinander einschließen, gesteuert wird. Bei diesem System besteht die Gefahr des Auffahrens des hinteren Fahrzeuggliedes auf den Gehsteig beim Anfahren. Dies läßt sich bei einem Fahrzeug dieser Art mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches (DE-OS 24 56 165, CH-PS 5 68 880) zwar verbessern, wenn der Lenkwinkel der gelenkten Hinterachse über einen am hinteren Fahrzeugglied angelenkten Zwischenhebel, der ein in Abhängigkeit von dem Knickwinkel veränderliches Übersetzungsverhältnis aulweist, derart gesteuert wird, daß der Lenkwinkel, ausgehend von der Strecklage des Fahrzeuges, zunächst etwa Null bleibt und erst im Bereich größerer Knickwinkel mit zunehmendem Knickwinkel stark progressiv ansteigt. Jedoch ist auch bei diesem gelenkigen Fahrzeug der Spurlauf der Räder der Hinterachse und der Räder der Mittelachse bei Kurven konstanter Krümmung noch nicht verwirklicht, wenngleich die Abweichung vom Spurlauf kleiner ist als bei dem oben zuerst erwähnten Fahrzeug.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein zweigliedriges gelenkiges Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sowohl die Gefahr ausgeschlossen ist, daß das Fahrzeug beim Anfahren auf den Gehsteig auffährt, als auch der Spurlauf in einer Kurve mit konstantem Radius wenigstens annähernd genau verwirklicht werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs erreicht.

Es ist zwar bei einem gelenkigen Fahrzeug mit drei Achsen an sich bekannt, die Mittelachse in Abhängigkeit vom Knickwinkel zu lenken (DE-PS 6 00 957 und prioritätsältere Anmeldung gemäß DE-OS 30 14 913). Dort jedoch ist die gelenkte Mittelachse am hinteren Falirzeugglied angeordnet, wodurch sich der Spurlauf nicht verwirklichen läßt.

Das zweigliedrige gelenkige Fahrzeug gemäß der Erfindung bietet besondere Vorteile für Gelenkbusse, weil bei diesen Bussen, insbesondere im Stadtverkehr, neben einem genauen Spurlauf der Räder besonders ein ungehindertes Wegfahren des Busses vom Gehsteig eine wichtige Vorbedingung ist.

Ein Ausführungsbeispiel des zweigliedrigen gelenkigen Fahrzeuges gemäß der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine als Beispiel dienende Anordnung der Räder eines bekannten zweigliedrigen gelenkigen Fahrzeuges in schematischer Darstellung,

F i g. 2 schematisch das Abfahren des Fahrzeuges aus F i g. 1 vom Gehsteig.

Fig. 3 in schematischer Darstellung die Anordnung der Räder eines anderen bekannten zweigliedrigen gelenkigen Fahrzeuges, F i g. 4 schematisch das Abfahren des Fahrzeuges aus F i g. Z vom Gehsteig,

F i g. 5 schematisch die Anordnung der Räder des zweigliedrigen gelenkigen Fahrzeuges gemäß der Erfindung, und

F i g. 6 schematisch das Abfahren des erfindungsgemäßen Fahrzeuges aus F i g. 5 vom Gehsteig.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, folgen beim ersterwähnten bekannten Fahrzeug, das aus den Rädern 1. dem vorderen Fahrzeugglied 2. dem hinteren Fahrzeugglied 3, der gelenkten Vorderachse 4, der nicht gelenkten Mittelachse 5 und der Hinterachse 6 und dem Gelenk 7 aufgebaut ist, die einzelnen Räder an der gleichen Fahrzeugseite voneinander abweichenden Spuren a, b, ein einer Kurve mit konstantem Radius. Dieses Fahrzeug kann, wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist, wenn es beim Anfahren vom Gehsteig 1 weggelenkt wird — vergleiche die kontinuierliche Linie — abgesehen von der kurzfristigen geringen Annäherung der hinteren Räder an den Gehsteig nach dem Anfahren nur die mit gestrichelten Linien gezeigten Lagen einnehmen, für welche ein zunehmendes Sichentfernen der einzelnen Räder vom Gehsteig charakteristisch ist. In der Zeichnung sind mit »v« die Fahrtrichtung, mit »aq der Abstand des einen Hinterrades vom Gehsteig 1 vor dem Anfahren des Fahrzeuges, und mit »c₂« irgendein Abstand desselben Rades vom Gehsteig 1 nach den Anfahren angegeben. Es ist ersichtlich, daß C₂ größer als c, ist. Dieses Fahrzeug könnte praktisch von dem Gehsteig wegfahren, ohne daß auch nur eine Spur eines Rades die Begrenzungslinie des Gehsteiges schneiden würde, das heißt ein Rad auf den Gehsteig hinauffahren würde. Aus F i g. 1 ist aber ersichtlich, daß die einzelnen Räder nicht in der gleichen Spur fahren können.

Das Fahrzeug, das in F i g. 3 gezeigt ist, besteht aus den gleichen Bestandteilen wie das Fahrzeug gemäß Fig. I, jedoch mit dem Unterschied, daß die Hinterachse 6 am hinteren Fahrzeugglied 3 gelenkt wird. Ihr Lenkwinkel Λ3 ist in Abhängigkeit von dem Knickwinkel <&■ gesteuert, der zwischen den Längsachsen des vorderen und des hinteren Fahrzeuggliedes eingeschlossen ist. Es ist ersichtlich, daß bei diesem System der Radius der Radspur cdes einen Rades der Hinterachse an der gleichen Fahrzeugseite größer als der der Radspur b des betreffenden Rades der Mittelachse sein kann, das heißt daß die Radspuren a und 6 die Radspur c zwischen sich einschließen. Dies bedeutet, daß die Spurabweichungen, falls die Geometrie des Fahrzeuges mit der Geometrie des Fahrzeuges aus F i g. 1 identisch ist, an derselben Seite des vorderen Fahrzeuggliedes kleiner sein können als dies der Fall bei dem Fahrzeug aus F i g. 1 ist.

Die Verhältnisse beim Entfernen des Fahrzeuges aus Fig.3 vom Gehsteig 1 sind in Fig.4 gezeigt. Die Bezeichnungen in Fig.4 entsprechen denen in Fig.2. Es ist leicht einsehbar, daß die Hinterachse nach dem Anfahren des Fahrzeuges vom Gehsteig eine Position einnehmen kann (gezeigt durch die gestrichelte Linie), in welcher die Entfernung C₂ des Rades der Hinterachse von dem Gehsteig 1 kleiner als die Entfernung C\ in der mit durchgehender Linie gezeigten Position des Fahrzeuges vor dem Anfahren ist. Darüber hinaus kann aus der Richtung der Radebene auf die Möglichkeit eines Auffahrens auf den Gehsteig geschlossen werden. Die Spurverfolgung dieses Systems ist in einer Kurve mit konstantem Radius zwar immer noch nicht vollkommen, jedoch sind die Verhältnisse doch besser als diejenigen bei dem Fahrzeug aus Fig. 1. Gleichzeitig besteht aber die Gefahr, daß das Fahrzeug beim Anfahren auf den Gehsteig hinauffahren kann.

Von den anderen an sich bekannten, aus Gliedern bestehenden Fahrzeugen ist kein einziges bekannt, bei dem ein vollkommener Spurlauf der einzelnen Räder an derselben Fahrzeugseite vorliegt und gleichzeitig die Gefahr des Auffahrens des Fahrzeuges auf den Gehsteig beim Anfahren ausgeschlossen ist.

Aus F i g. 5 ist das zweigliedrige gelenkige Fahrzeug gemäß der Erfindung schematisch ersichtlich, bei dem beide Eigenschaften, das heißt ein vollkommener Spurlauf und die Beseitigung der Gefahr des Auffahrens auf den Gehsteig beim Anfahren des Fahrzeuges gleichzeitig verwirklicht sind. Die Bezugszeichen in F i g. 5 bedeuten die folgenden Bestandteile des Fahrzeuges:

2 vorderes Fahrzeugglied

3 hinteres Fahrzeugglied

4 vom Fahrer mit dem Winkel <x\ gelenkte Vorderachse

5 Mittelachse, bei der der Lenkwir.kel λ? der Räder in Abhängigkeit von dem Knickwinkel f) gesteuert ist

6 starre Hinterachse

7 Gelenk

Der genaue Spurverlauf entlang einer Kurve mit konstantem Radius erfordert die Einhaltung der nachstcnden Bedingung, in der die Bezugszeichen aus F i g. 5 und 6 für die Abstände der Achsen voneinander bei gestrecktem '■"■·' '-- '^änge L = a + a4 ^' —'^L~' '^J

"⁴I ('-7

Fahrzeug der Länge L = a + a + 6+centhalten sind:

bfJ

2 1-4

= L

2 1 --

(2)

sin S =

— ctg a₂ a

tii- σ- + A

ctg· a₂

c
a²

(clg^: ff, + /4 -¹)-¹ ctg-' a₂ + A²

(3)

A = 1 + —

worin bedeutet:

L — den Abstand zwischen der Vorderachse 4 und der Hinterachse 6 bei gestrecktem Fahrzeug,

a = den halben Abstand zwischen der Vorderachse 4 und der Mittelachse 5.

b = den Abstand zwischen der Mittelachse 5 und dem Gelenk 7,

20C= den Abstand zwischen dem Gelenk 7 und der Hinterachse 6,

»2 - den Lenkwinkel der Räder der Mittelachse 5 und

& = den Knickwinkel zwischen der Längsachse des vorderen Fahrzeuggliedes 2 und der des hinteren Fahrzeuggliedes 3.

Aus F i g. 5 ist der Fall eines genauen Spurlaufs der Räder 1, bezogen auf die Mitte der verschiedenen Achsen 4, 5 und 6. für zwei Kurven mit dem Radius R\ bzw. Ri ersichtlich. Die Kennzeichnung der Teile des hinteren Fahrzeuggliedes mit dem angehängten Buchstaben »a« und die Darstellung des hinteren Fahrzeuggliedes in durchgezogener Linie beziehen sich auf den Spurlauf entlang der Kurve mit dem Radius R\, und für den Fall des Spurlaufs entlang des Radius Ri sind diese Bestandteile des Fahrzeuges mit gestrichelter Linie gezeichnet und durch den angehängten Buchstaben »Zx< gekennzeichnet. Es wird darauf hingewiesen, daß im Falle der Anwendung von Drehschemel-Gelenkachsen die Räder der Hinterachse 6 den Radspuren der Vorderachse 4 und der Mittelachse 5 nicht ganz genau folgen; jedoch ist diese Abweichung vernachlässigbar.

Bei einer Abweichung bis ca. 10% von den obenerwähnten Daten folgen einander die jeweils kurvenäußeren Räder des Fahrzeuges nicht mehr genau auf gleicher Spur, die in F i g. 5 veranschaulicht ist, jedoch nimmt bei einer derartigen Abweichung der Knickwinkel -& gegenüber dem Fall des genauen Spurverlaufs ab. wodurch die Gefahr des Einknickens des Fahrzeuges in den kritischen Fahrzuständen kleiner wird. Solche Zustände kommen bei der Bremsung und in Kurven und dergleichen vor.

Dieses gelenkige Fahrzeug kann, wie es aus F i g. 6 ersichtlich ist, vom Gehsteig praktisch ebenso günstig abfahren, ohne daß das Fahrzeug auf den Gehsteig hinauffährt, wie zum Beispiel das Fahrzeug im Sinne der Fig. 1 und im Falle der Fig. 2, weil der Lenkwinkel «2 der in Abhängigkeit vom Knickwinkel /* gesteuerten Räder der Mittelachse 5 in Abhängigkeit von den geometrischen Verhältnissen kleiner als der Knickwinkei ι'/ ist, wie es aus den Funktionen 1, 2 und 3 und des weiteren aus F i g. 5 ersichtlich ist. Somit schneidet die Ebene der Räder der Mittelachse 5 trotz deren Lenkung die Bordsteinkante 7 des Gehsteiges hinter der Mittelachse 5, das heißt daß die Räder derselben sich mit zunehmender Entfernung des vorderen Fahrzeuggüedes 2 von der Bordsteinkante 7 ebenfalls zunehmend entfernen, was wie bei dem Fahrzeug gemäß F i g. 2 bedeutet, daß auch die Räder der nicht gelenkten Hinterachse 6 sich von der Bordsteinkante 7 zunehmend entfernen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zweigliedriges gelenkiges Fahrzeug, insbesondere Straßen-Gelenkbus, mit einer als Einzelachse oder als Zwillingsachse ausgebildeten gelenkten Vorderachse am vorderen Fahrzeugglied, einer Mittelachse am vorderen Fahrzeugglied und einer als Einzelachse oder als Zwillingsachse ausgebildeten Hinterachse am hinteren Fahrzeugglied, wobei von den beiden letztgenannten Achsen die eine als in Abhängigkeit von dem zwischen den Längsachsen der Fahrzeugglieder jeweils eingeschlossenen Knickwinkel steuerbare gelenkte Achse, und die andere als ungelenkte Achse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkte Achse die Mittelachse ist und daß der Zusammenhang zwischen dem Knickwinkel und dem

ίο Lenkwinkel der Räder der Mittelachse (5) der folgenden Funktion: