-
-
Mechanisch regelnde Querführungseinrichtung
-
Die Erfindung betrifft eine mechanisch regelnde Querführungseinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 27 26
462 als bekannt hervorgeht.
-
In der oben angegebenen DE-OS 27 26 462 wird eine Querführungseinrichtung
für Fahrzeuge beschrieben, die auf mechanischer Abtastung von an den seitlichen
Fahrbahnrändern aufgebordeten Leitbahnen beruht. Daran angepreßt rollen beidseitig
das Fahrzeug überragende Leitrollen ab, die an Tragarmen gehaltert sind, welche
ihrerseits mit Achsschenkeln der Räder gekoppelt sind. Jedem Rad einer lenkbaren
Achse ist jeweils ein Tragarm mit einer Leitrolle zugeordnet. Die Tragarme umgreifen
die Räder in der Hauptfahrtrichtung vorderseitig. Da die Seitenführungskräfte durch
Kraftschluß zwischen Rad und Straße übertragen werden und die Tragarme nur durch
Lenkkräfte belastet sind, können die Tragarme einfach und leicht ausgebildet sein.
In der Nähe einer weiteren Achse, beispielsweise der starren Hinterachse eines Fahrzeugs,
sind üblicherweise beidseitig Drängelrollen angeordnet, die die
Reifenflanken
etwas überragen und bei Fahrt durch enge Kurven das Fahrzeug von den Leitborden
auf Distanz halten. Denn insbesondere bei niedriger Fahrtgeschwindigkeit fehlen
die Zentrifugalkräfte, die das Fahrzeugheck in den Kurven nach außen drängen. Gegenüber
der, im folgenden weiter hinten beschriebenen Zwangsführung, bietet die mechanische
Querregelung eine Vielzahl von Vorteilen und ist deshalb das bevorzugte System.
Insbesondere sind die damit ausgerüsteten Busse oder Gelenkbusse spurgebunden und
ohne wesentliche Einschränkungen im Fahrbetrieb spurungebunden einsetzbar, wenn
die Tragarme für spurgebundenen Verkehr ausfahrbar und für spurungebundenen Verkehr
einziehbar sind. Die Einziehbarkeit und Ausfahrbarkeit der Leitrollen ist konstruktiv
einfach darstellbar, da ja Tragarme und Leitrollen wegen der geringen Führungskräfte,
die sie aufnehmenen müssen, klein dimensionierbar sind. Vorteilhaft ist auch die
geringe Belastung der Führungskanten der Leitborde bei geringen Führungskräften.Außerdem
ist die Sicherheit gegen Entgleisen groß, denn bei beschädigten Tragarmen kann das
Fahrzeug durch die Reifenflanken geführt werden. Nachteilig ist jedoch, daß mit
derart ausgerüsteten Fahrzeugen auf Trassen für spurgebundenen Verkehr nur sehr
eingeschränkt Rückwärtsfahrt möglich ist.
-
Den Vorteil auch rückwärts fahren zu können, bieten je--doch Einrichtungen
die nach dem Prinzip der Zwangsführung arbeiten. Der Grund ist, daß die Räder von
lenkbaren Achsen sowohl mit vorderseitig als auch rückwärtig die Räder umfassenden
Tragarmen und Leitrollen ausgerüstet sind, die bei spurgebundener Fahrt andauernd,
und zwar alle in Einsatz sind, d.h. an den Führungsborden abrollen.
-
Üblicherweise sind sämtliche Achsen eines Fahrzeugs zu-
mindest
eingeschränkt lenkbar gehalten und alle Räder mit entsprechenden Leitrollen ausgerüstet.
Die Seitenführungskräfte werden nicht durch Kraftschluß zwischen Rad und Straße,
sondern über die Querführungstragarme weitergeleitet. Hohe Führungskräfte führen
jedoch zu einer hohen Belastung der Führungseinrichtungen und entsprechend schwerer
Konstruktion der Tragarme sowie der Leitrollen. Deshalb ist es praktisch auch konstruktiv
nicht durchführbar, die Leitrollen und Tragarme einziehbar zu gestalten, weshalb
mit zwangsgeführten Fahrzeugen nur spurgebunden gefahren werden kann. Denn die geringe
Bodenfreiheit und die vorstehenden, nicht einziehbaren Leitrollen gestatten es kaum,
öffentliche Straßen zu befahren, die womöglich noch enge Kurven aufweisen. Bei Bruch
eines der vorderen Tragarme ist ferner erhöhte Gefahr des Entgleisens gegeben, da
die vorstehende Leitrolle des entsprechenden hinteren Tragarms die Räder zwangsläufig
auf einen der Leitborde hinlenkt, der durch die zu hohe, in dem stabilen Tragarm
wirkende Querkraft, durchbrochen werden kann.
-
Zwar ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 33 33
476;5-21 ein in zwei Fahrtrichtungen spurgeführt betreibbares Fahrzeug bekannt,
das eine mechanische Querlagenregelung besitzt. Hier handelt es sich jedoch um ein
janusköpfiges Bergefahrzeug mit zwei lenkbaren Achsen, wovon jeweils nur die in
der gewählten Fahrtrichtung vorne liegende Achse ienkbar isz und die hinten liegende
Achse in Geradeausstellung blockierbar ist. Jedem Rad beider Achsen ist jeweils
eine Leitrolle zugeordnet.
-
Die Leitrollen derjenigen Achse, welche jeweils in Fahrt-
richtung
gesehen, vorne liegen, befinden sich im Eingriff an den Leitborden. Die Leitrollen
der rückwärtigen Achse befinden sich in jeweils schräg nach oben zum Fahrzeuginnern
hin eingezogener Ruhestellung. Ein derartig großer konstruktiver Aufwand, um den
Fahrbetrieb bei mechanischer Querlagenregelung in zwei Fahrtrichtungen zu ermöglichen,
kann selbstverständlich nur Sonderfahrzeugen, wie es etwa ein Bergefahrzeug darstellt,
vorbehalten sein.
-
Wegen der aufgzeigten Nachteile der Zwangsführung werden für gemischten
Fahrbetrieb - Straße und Trasse - mechanische Querführungseinrichtungen bevorzugt.
Wie jedoch bereits schon erwähnt wurde, ist hier nachteilig, daß das Riickwärtsfahren
über längere Distanzen auf Trassen für spurgebundene Fahrt nicht möglich ist. Würde
versucht werden, rückwärts zu fahren, würdai bereits nach kurzer Fahrdistanz die
lenkbaren Räder schräg stehen und ein Rad am seitlichen Führungsbord auflaufen.
Dies liegt daran, daß die nur vorderseitig angeordneten Tragarme einen anfänglichen
leichten Schräglauf der Räder verstärken, da sie kein gegendrehendes Moment aufbringen
können. Im Falle, daß die Fahrtrasse in Fahrtrichtung voraus blockiert oder beschädigt
ist, muß ein mechanisch quergeregeltes Fahrzeug dieser Art die Instandsetzung des
betreffenden Streckenabschnitts abwarten und der Fahrer kann nicht etwa zurücksetzen
und an einer zurückliegenden Ausfahrt abgehen. Um ein Fahrzeug mechanisch quergeregelt
rückwärts fahrbar auszurüsten, können natürlich auch nicht derart aufwendige Mittel
eingesetzt werden, wie sie etwa für das beschriebene Bergefahrzeug vorgesehen wurde.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache
und leichte, bei Vorwärtsfahrt mechanisch regelnde Querführungseinrichtung aufzuzeigen,
die es damit ausgerüsteten Fahrzeugen ermöglicht, auf Trassen für spurgebundenen
Verkehr auch rückwärts fahren zu können, und zwar über längere Fahrdistanzen, und
daß dennoch die Vorteile der mechanischen Querregelung, insbesondere auch der wahlweise
spurgebundenen und spurungebundenen Fahrt, erhalten bleiben.
-
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Stabiles Lenkverhalten der Räder
auch bei Rückwärtsfahrt wird dadurch erreicht, daß außer den die Räder vorderseitig
umgreifenden Tragarmen mit ihren Leitrollen noch zusätzlich an denselben Rädern
rückwärtige Tragarme mit Leitrollen angeordnet sind, die vor der Rückwärtsfahrt
ausfahrbar sind und unter Umständen auch zugleich mit den vorderseitigen Leitrollen
an den Leitborden abrollen können. Dann jedoch werden die Seitenführungskräfte über
Leitrollen und Tragarme weitergeleitet, weshalb Rückwärtsfahren mit möglichst geringer
Beanspruchurlg von Tragarmen und Leitrollen nur bei niedrigen Geschwindigkeiten
möglich ist. In der bevorzugten Ausführung jedoch sind vor der Rückwärtsfahrt die
rückwärtigen Tragarme ausfahrbar und die vorderseitigen Tragarme, beispielsweise
mit einer gegensinnigen Schwenkbewegung, einziehbar. Für diese Tragarmstellungen
ist auch die Rückwärtsfahrt mechanisch quergeregelt, d.h. die Tragarme müssen nur
die kleinen Lenkkräfte übertragen, und es sind relativ hohe Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten
möglich. Für spurungebundenen Verkehr sind gegebenenfalls sowohl die vorderseitigen
als auch die rückwärtigen Tragarme einziehbar. Damit insbesondere bei längeren Rückwärtsfahrten
auf geraden Fahrbahnabschnitten die nicht oder nur eingeschränkt lenkbaren Hinterräder
nicht andauernd schräg zur Fahrbahn stehen, ist es in einer weiteren Ausgestaltung
der Er-
findung vorgesehen, die Drängelrollen seitlich ausfahren
zu können, bis sie beidseitig bündig mit den Leitborden abschließen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben; es zeigen; Figur 1 eine Draufsicht auf
das Fahrwerk eines Fahrzeugs mit Querführungseinrichtugnen für mechanisch quergeregelte
Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, Figur 2 die einem Rad zugeordnete Querführungseinrichtung
nach Figur 1, mit in unabhängigen Gelenken gehalterten schwenkbaren Tragarmen, Figur
3 die Ausführung einer Querführungseinrichtung in einer Darstellung entsprechend
Figur 2 mit einstückig ausgebildeten vorderseitigen und rückwärtigen Tragarmen,
die in einem einzigen Gelenk am Achsschenkel gehaltert sind.
-
In Figur 1 sind die Vorderachse 5 und die Hinterachse 7 eines Fahrzeugs
1, dessen Fahrzeugaufbau durch eine Umrißlinie erkennbar gemacht ist, dargestellt.
Den Rädern 4 der Vorderachse 5 sind Querführungseinrichtungen 9 zugeordnet. Ferner
sind Spurhebel 2 und Spurstange 3 sowie der Achskörper erkennbar. Die Tragarme 11
der Querführungseinrichtung 9 sind an einer Tragplatte 10 in
Gelenken
12 gelagert, und die Tragplatte 11 ihrerseits starr mit den Achsschenkeln 22 der
Räder 4 verbunden.
-
An den Tragarmen 11 sind Leitrollen 13 angeordnet. Die jeweils rückwärtigen
Tragarme sind für Rückwärtsfahrt ausgeschwenkt und ihre Leitrollen 13 rollen beidseitig
an den vertikalen Führungsflächen 15 der seitlich der Trasse 16 angeordneten Leitborde
ab. Die die Räder 4 in Vorwärtsfahrt vorderseitig umgreifenden Tragarme 11 sind
eingeschwenkt. Das Verschwenken der Tragarme 11 erfolgt durch einen an der Tragplatte
10 angeordneten elektrischen oder hydraulischen Stelltrieb 17. In der Nähe der Hinterachse
7 sind an einem Querträger 18 die Reifenflanken der Hinterräder überragende Drängelrollen
8 angeordnet. Zur Rückwärtsfahrt können diese wie im Ausführungsbeispiel dargestellt,
evtl. auch ausfahrbar gehaltert sein. Die Drängelrollen 8 sind beispielsweise mit
den Kolbenstangen von hydraulischen Zylindern 19 verbunden.
-
Figur 2 zeigt die bereits aus Figur 1 ersichtliche, dem linken Rad
einer lenkbaren Achse zugeordnete Querführungseinrichtung 9 in vergrößerter Darstellung.
Die Tragarme 11 besitzen die Tragplatte 10 zur Fahrzeugmitte hin überragende Nasen,
die durch eine Gewindestange 20 miteinander verbunden sind. Der an der Tragplatte
10 befestigte Stelltrieb 17 enthält beispielsweise, wie jedoch nicht dargestellt,
ein mit seinen Zähnen in das Gewinde der Gewindestange 20 eingreifbare und motorisch
in beiden Drehrichtungen antreibbares Stellrad.
-
Figur 3 zeigt eine Figur 2 entsprechende Darstellung einer Querführungseinrichtung
9. Vorderseitige und rückwärtige Tragarme 11 sind hier jedoch einstückig ausgeführt
und in einem gemeinsamen Gelenk 21 in der Horizontalebene verschwenkbar gelagert.
Am Tragarm 11 sowie am Achsschenkel 22 sind jeweils hervorstehende Nasen angebracht
oder ausgebildet, an denen der Stelltrieb 17 befestigt ist, und zwar wegen der selbsthemmenden
Wirkung vorzugsweise ein wie in Figur 2 enthaltener Stelltrieb 17 mit einer elektromotorisch
angetriebenen Gewindespindel. In Figur 3 ist stattdessen ein ebenfalls als Stellglied
anwendbarer Arbeitszylinder 23 dargestellt, der hydraulisch oder pneumatisch betrieben
wird.
-
Auf die leichte und vorteilhafte Konstruktion von mechanisch regelnden
Querführungseinrichtungen muß auch dann nicht verzichtet werden, wenn von den Fahrzeugen,
die damit ausgerüstet sind, verlangt wird, daß sie auch in Trassen für spurgebundenen
Verkehr rückwärts fahrbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können. Normalfahr-zeuge,
beispielsweise ein- und mehrgliedrige Omnibusse, für Rückwärtsfahrt ausgerüstet
werden, oder auch spezielle Fahrzeuge, wie z.B. Bergefahrzeuge, ohne besonders großen
technischen Aufwand zu betreiben. Dazu ist es nötig, wie aus den Figuren 1 und 3
ersichtlich, weitere, zusätzlich zu den die Räder 4 der lenkbaren Achse vorderseitig
umfassenden Tragarmen 11 mit ihren Leitrollen 13, die Räder 4 auch rückwärtig umfassende
Tragarme 11 mit Leitrollen 13 anzuordnen. Je nach Fahrbetrieb sind unterschiedliche
Tragarmpositionen erforderlich. Für spurungebundenen Verkehr ist es vorteilhaft,
sowohl die vorderen als auch die hinteren Tragarme 11 einziehen zu können.
-
Möglichkeiten, die vorderen Tragarme einzuziehen, sind z.B. schon
in
der DE-OS 31 02 094 oder DE-OS 26 36 656 erwähnt.
-
Entsprechende Möglichkeiten wären selbstverständlich auch auf die
hinteren Tragarme anwendbar.
-
Im spurgebundenen verkehr sind für Vorwärtsfahrt die vor der Achse
liegenden Leitrollen 13 im Einsatz, d.h. sie tasten die Leitborde daran abrollend
ab und übertragen Lenkkräfte zum Achsschenkel 22. Unter Umständen sind für Rückwärtsfahrt
sowohl die vorderseitigen als auch die rückwärtigen Leitrollen 13 gleichzeitig einsetzbar,
aber vorzugsweise nur die rückwärtigenLeitrollen alleine. Im ersteren Falle ist
die Fahrgeschwindigkeit, die bei Rückwärtsfahrt an und für sich sowieso niedrig
ist, gering zu halten, da bei gleichzeitigem Einsatz der vorderen und hinteren Leitrollen
die Räder immer parallel zu den Leitborden geführt werden, also kein Schräglaufwinkel
zugelassen wird. Deshalb werden die Seitenführungskräfte hauptsächlich über die
Tragarme 11 weitergeleitet, die bei kleinen Kräften aber klein und leicht dimensioniert
sind. Höhere Fahrgeschwindigkeiten sind zulässig, wenn allein die rückwärtigen Leitrollen
führen.
-
In diesem Falle übertragen die rückwärtigen Tragarme nur kleine Lenkkräfte,
wie dies auch die vorderen Tragarme bei Vorwärtsfahrt tun. Die Seitenführungskräfte
werden über den Kraftschluß zwischen Rad und Straße weitergeleitet. Wie für Vorwärtsfahrt
auch sorgen bei Rückwärtsfahrt die in Fahrtrichtung vor den Rädern liegenden Leitrollen
für eine stabile Führung der Räder. Die Tragarme 11 sind nach dem Einziehen bzw.
Ausfahren, oder wie hier bei den Ausführungsbeispielen nach dem gegensinnigen Verschwenken
in ihren Endlagen zu arretieren, so daß die Seitenführungskräfte zum Achsschenkel
übertragen werden können. Für
die Arretierung in der richtigen
Lage sind Endanschläge vorgesehen, beispielsweise Vertikalstege der Tragplatte 10.
Die gegensinnige Schwenkbewegung ist jeweils so groß, daß bei parallel zu den Leitborden
gestellten Fahrzeugrädern die jeweils eingezogenen Leitrollen einen Abstand zu den
Leitborden besitzen, der jeweils größer ist als der Abstand der Reifenflanken zu
den Leitborden.
-
Bei Vorwärtsfahrt dienen die Drängelrollen 8 dazu, zu verhindern,
daß die Reifenflanken der Hinterräder in engen Kurven an den vertikalen Führungsflächen
15 entlangradieren. Die Drängelrollen 8 nehmen die Seitenführungskräfte auf. Bei
Rückwärtsfahrt haben sie diesselbe Funktion, jedoch stellen sich die Hinterräder
auch schon bei gerader Rückwärtsfahrt schräg zu den Leitwerden. Um dies zu verhindern,
insbesondere wenn längere Rückwärtsfahrten vorgesehen sind, sind die Drängelrollen
8 ausfahrbar vorgesehen. Vor einer Rückwärtsfahrt werden sie ausgefahren und in
der Stellung arretiert, in der sie beidseitig bündig an den seitlichen vertikalen
Führungsflächen angedrückt abrollen.