DE3329524A1

DE3329524A1 - Stabilising device for an articulated vehicle

Info

Publication number: DE3329524A1
Application number: DE19833329524
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 2071 Hoisbüttel Materne
Original assignee: HAMBURGER HOCHBAHN AG
Current assignee: HAMBURGER HOCHBAHN AG
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-02-28

Abstract

Device for stabilising the joint which, in an articulated vehicle, connects a front and a rear vehicle part and which has a piston cylinder device which can be acted on by counter-pressure and is arranged between two points of the two vehicle parts whose mutual spacing is dependent on the joint angle. A simple design and large degree of operational reliability are achieved in that the piston cylinder device engages on the one hand on a vehicle part and on the other hand engages tangentially to the joint on a part which is near to the joint and is connected to the other vehicle part.

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stabilisieren des in einem Gelenkfahrzeug einen vorderen und einen hinteren Fahrzeugteil verbindenden Gelenks mit einer durch Gegendruck beaufschlagbaren Kolbenzylindereinrichtung, die zwischen zwei Punkten der beiden Fahrzeugteile angeordnet ist, deren gegenseitiger Abstand vom Gelenkwinkel abhängig ist.The invention relates to a device for stabilizing of the connecting a front and a rear part of the vehicle in an articulated vehicle Joint with a piston-cylinder device that can be acted upon by counterpressure, which is arranged between two points of the two vehicle parts, their mutual Distance depends on the joint angle.

In einem bekannten Vorschlag für eine Stabilisierungsvorrichtung für ein Gelenkfahrzeug (DE-OS 24 20 203.7) sind zur schematischen Andeutung der konstruktiven Ausführung zwei Kolbenzylindereinrichtungen zu beiden Seiten des Gelenks zwischen den einander gegenüberstehenden Fahrzeugteilfronten angeordnet. Wenn das Fahrzeug einknickt, wird die Kolbenzylindereinrichtung auf der Einknickseite zusammengeschoben und auf der anderen Seite auseinandergezogen. Demgemäß verkleinern bzw. vergrößern sich ihre Arbeitsräume. Durch Beaufschlagung der Kolbenzylindereinrichtung mit sich verkleinerndem Arbeitsraum mit einem Gegendruck, der beispielsweise durch Sperrung oder Drosselung der zugehörigen Strömungswege erzeugt werden kann, wird eine weitere Einknickbewegung verhindert oder gedämpft. Jedoch ist die dargestellte Anordnung nicht ohne jede Abänderung in praktische Verhältnisse übersetzbar, weil das Verhältnis zwischen Mindest- und Größtabstand derjenigen Punkte, zwischen denen die Kolbenzylindereinrichtungen wirken, für übliche Kolbenzylindereinrichtungen zu groß ist. Praktisch bewährt hat sich hingegen eine Anordnung, bei welcher seitlich von dem Gelenk auf der Seite jedes Fahrzeugteils ein Lenker seitlich auskragt, der durch eine Kolbenzylindereinrichtung abgestützt ist, die durch den stabilisierten Gegendruck beaufschlagbar ist. Wenn die Einknickbewegung stärker ist als erwünscht, was beispielsweise durch Vergleich des Einknickwinkels mit dem an der gelenkten Achse eingestellten Lenkwinkel festgestellt wird, so stützen sich die aneinander anliegenden Endflächen der durch die Kolbenzylindereinrichtungen wiederum gegenüber den Fahrzeugteilen abgestützten Lenker aneinander ab, so daß die weitere Einknickbewegung je nach dem Beaufschlagungsdruck der Kolbenzylindereinrichtungen blockiert oder gedämpft ist. Jedoch hat diese bekannte Anordnung den Nachteil, daß eine vergleichsweise große Zahl von Kolbenzylindereinrichtungen erforderlich ist und die Lenkerarme auch jeweils nur in einer Einknickrichtung stabilisierend wirken können, so daß sie paarweise vorhanden sein müssen.In a known proposal for a stabilization device for an articulated vehicle (DE-OS 24 20 203.7) are for a schematic indication of the constructive Execution of two piston-cylinder devices on either side of the joint between the opposing vehicle part fronts arranged. When the vehicle buckles, the piston-cylinder device is pushed together on the buckle side and pulled apart on the other side. Reduce or enlarge accordingly their workspaces. By acting on the piston-cylinder device with itself reducing workspace with a counter pressure, for example by blocking or throttling of the associated flow paths can be generated, is another Buckling movement prevented or dampened. However, the arrangement shown is cannot be translated into practical relationships without any modification, because the relationship between the minimum and maximum distance of those points between which the piston-cylinder devices works, is too large for conventional piston-cylinder devices. Has proven itself in practice on the other hand, an arrangement in which each side of the joint on the side Part of the vehicle, a link protrudes laterally, which is supported by a piston-cylinder device is supported, which can be acted upon by the stabilized counter pressure. if the buckling movement is stronger than desired, for example by comparison of the buckling angle with the steering angle set on the steered axle is supported, the abutting end faces of the piston-cylinder devices in turn against the vehicle parts supported handlebars against each other, so that the further buckling movement depending on the application pressure of the piston-cylinder devices blocked or muffled. However, this known arrangement has the disadvantage that a comparatively large number of piston-cylinder devices is required and the link arms also have a stabilizing effect in each case only in one buckling direction so that they must be present in pairs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau und eine doppelte Wirkungsmöglichkeit besitzt.The invention is therefore based on the object of a stabilization device of the type mentioned to create a simpler structure and a double Possesses ability to act.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Kolbenzylindereinrichtung einerseits an einem Fahrzeugteil und andererseits tangential zum Gelenk an einem mit dem anderen Fahrzeugteil verbundenen gelenknahen Teil angreift.The solution according to the invention is that the piston-cylinder device on the one hand on a vehicle part and on the other hand tangential to the joint on one engages near-articulated part connected to the other vehicle part.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die praktisch -vorkommenden Knickwinkel, bei denen eine Stabilisierung der beiden Fahrzeugteile gegeneinander in der Praxis erforderlich ist, weit unter 900, zusammen also weit unter 1800, bleiben, so daß der Angriff an einem auf einer Kreisbahn sich bewegenden Punkt nicht etwas deshalb schon technisch ausscheidet, weil es Punkte geben könnte, an denen zwischen der Wirkungslinie der Kolbenzylindereinrichtung und dem mit dem Gelenkmittelpunkt zusamenfallenden Kreisbahnmittelpunkt kein hinreichend wirksamer Hebelarm mehr vorhanden ist. Vielmehr kommt es in der Praxis im normalen Verkehr mit beträchtlichen Geschwindigkeiten, die eine Stabilisierungswirkung notwendig machen, praktisch nicht vor, daß der Einknickwinkel 300 überschreitet. Bei diesem Winkel beträgt die Länge des Hebelarms zwischen der Wirkungslinie der Kolbenzylindereinrichtung und dem Gelenkmittelpunkt immer noch nahezu 90 % des bei Geradeausfahrt maximalen Hebelarms. Zwar können bei Rangierfahrt oder bei Fahrt um enge Kurven, die eine entsprechend geringe Fahrgeschwindigkeit verlangen, auch größere Einknickwinkel vorkommen; da man dabei aber mit nur sehr geringen Geschwindigkeiten rechnen muß, sind auch die Anforderungen an die Gelenkstabilisierung geringer, so daß ein gegebenenfalls kürzerer Hebelarm ausreichen mag.The invention is based on the idea that the practically occurring Articulation angle, at which a stabilization of the two vehicle parts against each other in practice it is necessary to stay well below 900, i.e. together well below 1800, so that the attack at a point moving on a circular path is not something technically ruled out because there could be points at which between the line of action of the piston-cylinder device and the one with the center of the joint coinciding center point of the circular path no longer present a sufficiently effective lever arm is. Rather, in practice, in normal traffic at considerable speeds, which make a stabilizing effect necessary, practically not before that the buckling angle Exceeds 300. At this angle, the length of the lever arm is between the Line of action of the piston-cylinder device and the center of the joint still almost 90% of the maximum lever arm when driving straight ahead. It is true that when shunting or when driving around tight bends that require a correspondingly low driving speed require larger buckling angles to occur; but because you only have to If you have to reckon with low speeds, there are also the requirements for joint stabilization less, so that a possibly shorter lever arm may be sufficient.

Zweckmäßig ist es, wenn die Kolbenzylindereinrichtung mit ihren gelenkfernen Ende am Vorderwagen angreift, dessen Rahmendimensionierung für die Aufnahme der Stabilisierungskräfte besser geeignet ist. Zweckmäßig ist es ferner, wenn die Kolbenzylindereinrichtung mit ihem geMnkEernen Ende nahe der Ecke der gelenkseitigen Fahrzeugteilfront angreift und somit schräg und frei zugänglich in dem Zwischenraum zwischen den beiden Fahrzeugteilen liegt. Möglich ist aber selbstverständlich auch eine andere Anordnung, die dann aber im allgemeinen voraussetzt, daß ein Teil der Länge der Kolbenzylindereinrichtung unter dem Flur des zugehörigen Fahrzeugteils liegt, wo weniger Platz dafür zur Verfügung steht und die Zugänglichkeit geringer ist.It is useful if the piston-cylinder device with its remote from the joint Attacking the end of the front end, whose frame dimensioning for the inclusion of the Stabilizing forces is more suitable. It is also useful if the piston-cylinder device attacks with its core end near the corner of the joint-side vehicle part front and thus inclined and freely accessible in the space between the both Vehicle parts lies. However, a different arrangement is of course also possible, which then generally presupposes that part of the length of the piston-cylinder device is located under the hallway of the associated vehicle part, where less space is available for it and the accessibility is less.

Schließlich kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß zwei Kolbenzylindereinrichtungen in zur Längsachse symmetrischer Anordnung beiderseits des Gelenks vorgesehen sind. Wenn beide Kolbenzylindereinrichtungen doppeltwirkend ausgebildet werden, hat diese Ausführung den Vorteil eines weitgehenden Querkraftausgleichs.Finally, it can be provided according to the invention that two piston-cylinder devices are provided in an arrangement symmetrical to the longitudinal axis on both sides of the joint. If both piston-cylinder devices are designed to be double-acting, this has Execution has the advantage of extensive transverse force compensation.

Die beiden Kolbenzylindereinrichtungen und die mit ihnen zusammenwirkenden, kraftübertragenden Organe können leichter dimensioniert werden. Schließlich gewinnt man auch für den Fall noch eine im allgemeinen ausreichende Stabilisierungswirkung, wenn eine der beiden Kolbenzylindereinrichtungen ausgefallen sein sollte. Stattdessen kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, daß beide Kolbenzylindereinrichtungen nur einfachwirkend ausgebildet sind und wechselweise wirken.The two piston-cylinder devices and the cooperating with them, Force-transmitting organs can be dimensioned more easily. Finally wins a generally sufficient stabilizing effect is also available in the event that if one of the two piston-cylinder devices should fail. Instead of this can of course also be provided that both piston-cylinder devices are designed to be only single-acting and act alternately.

Die Art der Steuerung kann so ausgeführt sein, wie dies an sich bekannt ist, so daß darauf im vorliegenden Zusammenhang nicht näher eingegangen zu werden braucht.The type of control can be implemented as is known per se is, so that it will not be discussed in more detail in the present context needs.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Draufsicht auf die Gelenkpartie veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 die Fahrzeugteile in ihrer Stellung bei Geradeaus fahrt Fig. 2 die Fahrzeugteile in ihrer Stellung bei Kurvenfahrt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing explains which an advantageous embodiment of the invention in schematic Illustrates top view of the joint part. Show it: Fig. 1 the vehicle parts in their position when driving straight ahead. FIG. 2 the vehicle parts in their position when cornering.

Der Vorderwagen 1 und der Nachläufer 2, die gemeinsam das Gelenkfahrzeug bilden, sind miteinander durch das Gelenk 3 verbunden, das sich aus mit dem Vorderwagen einerseits und mit dem Nachläufer andererseits fest verbundenen Teilen zusammensetzt. Bei Kurvenfahrt (Fig. 2) knicken die Fahrzeuge relativ zueinander ein, wobei sich ein Einknickwinkel 4 ergibt. Je nach Fahrzeugart kann der maximale Einknickwinkel auch größer sein, wie dies bei 5 angedeutet ist.The front end 1 and the rear end 2, which together make up the articulated vehicle form, are connected to each other by the joint 3, which extends from the front end of the vehicle on the one hand and with the trailer on the other hand firmly connected parts. When cornering (Fig. 2) the vehicles buckle relative to each other, whereby a buckling angle of 4 results. Depending on the type of vehicle, the maximum buckling angle also be larger, as indicated at 5.

Größere Einknickwinkel kommen insbesondere bei Lastfahrzeugen vor, während Omnibusse mit Rücksicht auf den die beiden Fahrzeugteile verbindenden Bag meist nur begrenzte Einknickwinkel dulden.Larger buckling angles occur particularly in trucks, while omnibuses with regard to the bag connecting the two vehicle parts usually only tolerate limited buckling angles.

Eine Kolbenzylindereinrichtung 6 ist mit ihrem gelenkfernen Ende 7 am Rahmen des Vorderwagens 1 gelenkig befestigt, und zwar nahe dem Eckpunkt der Rückfront dieses Fahrzeugteils. Ihr anderes Ende ist mit einem Punkt 8 des Gelenks fest und gelenkig verbunden, der zu einem solchen Teil des Gelenks 3 gehört, der fest mit dem Nachläufer 2 verbunden ist. Die geometrische Anordnung ist so gewählt, daß die Wirkungslinie 9 der Kolbenzylindereinrichtung, die mit der Mittelachse dieser Einrichtung zusammenfällt, bei Geradeausfahrt (Fig. 1) tangential zu demjenigen Kreisbogen liegt, den der Punkt 8 bei der Einknickbewegung des Gelenks beschreibt. Demgemäß ist der Hebelarm 10 des von der Kolbenzylinderkraft erzeugten Stabilisierungsmoments am Gelenk bei Geradeausfahrt gleich dem Radius des Punkts 8 in bezug auf den Gelenkmittelpunkt 10. Bei Kurvenfahrt veringert sich dieser Hebelarm auf den Betrag 11. Jedoch ist die Hebelarmveringerung nicht proportional dem Knickwinkel 4, da sie lediglich den Cosinus dieses Winkels folgt.A piston-cylinder device 6 is with its end 7 remote from the joint hinged to the frame of the front end 1, near the corner of the Rear of this part of the vehicle. Your other end is with a point 8 of the joint firmly and articulated, which belongs to such a part of the joint 3, the is firmly connected to the trailer 2. The geometric arrangement is chosen so that that the line of action 9 of the piston-cylinder device, which coincides with the central axis of this Device coincides when driving straight ahead (Fig. 1) tangential to that Arc lies, which the point 8 describes in the buckling movement of the joint. Accordingly, the lever arm 10 is the one generated by the piston-cylinder force Stabilization moment at the joint when driving straight ahead is equal to the radius of point 8 with respect to the center of the joint 10. When cornering, this lever arm is reduced to the amount 11. However, the lever arm reduction is not proportional to the articulation angle 4, since it is only the Cosine of this angle follows.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten, wenn man damit rechnen kann, daß der Einknickwinkel nicht über 10% liegt, ist die Veringerung der Hebelarmlänge gegenüber ihrer maximalen Länge geringer als 2 %, also ohne praktische Auswirkung auf den Stabilisierungseffekt. Bei mittleren Geschwindigkeiten, bei denen mit etwas größeren Einknickwinkeln bis beispielsweise 200 gerechnet werden muß, bleibt die Hebelarmverkürzung unter etwa 6%. Eine Veringerung um 10% ergibt sich erst bei einem Einknickwinkel von etwa 260, und sogar bei 450 Einknickwinkel sind immer noch 70 % der maximalen Hebelarmlänge vorhanden. Bei diesen großen Einknickwinkeln wird aber bei weitem nicht mehr die maximale Stabilisierungswirkung verlangt, weil solche Winkel in der Regel nur bei sehr langsamer Fahrt vorkommen, bei denen die von der Stabilisierungseinrichtung aufzunehmenden Massenkräfte vergleichsweise gering sind.At very high speeds, if you can expect that the buckling angle is not more than 10%, the opposite is the reduction in the lever arm length their maximum length less than 2%, i.e. without any practical effect on the Stabilizing effect. At medium speeds, at those with slightly higher speeds Buckling angles up to 200 must be expected, for example, remains the shortening of the lever arm below about 6%. A reduction of 10% only results at a kink angle of about 260, and even at 450 buckling angles are still 70% of the maximum Lever arm length available. With these large buckling angles, however, it is by far no longer requires the maximum stabilizing effect because such angles are in the Usually only occur when driving very slowly, when the stabilization device the inertia forces to be absorbed are comparatively low.

Der Erfindungsgedanke läßt sich daher in der Erkenntnis zusammenfassen, daß die in Folge der tangentialen Anordnung der Kolbenzylindereinrichtung zum Gelenk bei größeren Einknickwinkeln zu erwartende Einbuße an Stabilisierungswirkung bei weitem aufgewogen wird dadurch, daß diese Winkel nur bei langsamer Fahrt vorkommen, bei denen die erforderlichen Stabilisierungskräfte vergleichsweise geringer sind.The idea of the invention can therefore be summarized in the knowledge, that the result of the tangential arrangement of the piston-cylinder device to the joint expected loss of stabilizing effect at larger buckling angles is largely outweighed by the fact that these angles only occur when driving slowly, where the necessary stabilizing forces are comparatively lower.

Fig. 1 zeigt mit durchgezogenen Linien eine einzige, schräg angesetzte Kolbenzylindereinrichtung, die im Prinzip ausreicht, wenn sie doppeltwirkend ausgeführt ist. Zusätzlich kann eine zweite Kolbenzylindereinrichtung 12 in symmetrischer Anordnung (in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet) hinzutreten. Dadurch teilen sich die Stabilisierungskräfte auf beide Zylinder auf; folglich können die Zylinder und ihre Anlenkpunkte leichter und kleiner dimensioniert werden. Außerdem kommt es zu einem symmetrischen Kräftespiel innerhalb des Drehgelenks und der Stabilisierungseinrichtung. Der direkte Angriff der Kolbenzylindereinrichtung(en) am Bodenrahmen des Wagenteils 1 und am Gelenk 3 erübrigt alle Zwischenelemente wie Hebel oder Gestänge. Die hydraulischen Kräfte werden direkt in die Wagenteile eingeführt. Es ergibt sich ein einfacher und gleichzeitig sehr betriebssicherer, wartungsfreundlicher Aufbau.Fig. 1 shows with solid lines a single, obliquely attached Piston-cylinder device, which in principle is sufficient if it is designed to be double-acting is. In addition, a second piston-cylinder device 12 in a symmetrical arrangement (indicated by dash-dotted lines in FIG. 1). This divides the stabilizing forces on both cylinders; consequently, the cylinders and their points of articulation can be easier and be dimensioned smaller. There is also a symmetrical play of forces within the swivel joint and the stabilization device. The direct attack the piston-cylinder device (s) on the base frame of the carriage part 1 and on the joint 3 eliminates the need for any intermediate elements such as levers or rods. The hydraulic forces are inserted directly into the car parts. It turns out a simpler and at the same time very reliable, maintenance-friendly structure.

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Claims

Stabilization device for an articulated vehicle patent claims 1. Device for stabilizing the one front and one in an articulated vehicle a joint connecting a rear part of the vehicle with a joint that can be acted upon by counterpressure Piston-cylinder device arranged between two points of the two vehicle parts whose mutual distance depends on the joint angle, characterized in that that the piston-cylinder device (6, 12) on the one hand on a vehicle part (1) and on the other hand tangential to the joint (3) on one with the other vehicle part (2) connected near the joint part (8) engages.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the piston-cylinder device (6, 12) engages with its end (7) remote from the joint on the front end (1).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the Koien cylinder device (6, 12) with its end (7) remote from the joint near the corner attacks the joint-side vehicle part front.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that two piston-cylinder devices (6, 12) are more symmetrical to the longitudinal axis of the vehicle Arrangement are provided.