DE3904756C2 - Drehgelenk für Niederflur-Gelenkomnibusse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk für Niederflur- Gelenkomnibusse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Problem bei allen Drehgelenken bei Gelenkomnibussen ist, daß man sowohl eine Drehbewegung um eine vertikale Achse (Knickachse) entsprechend einer Abknickung der Fahrzeugteile als auch eine Nickbewegung um eine horizontale Achse (Nickachse) aufnehmen muß, insbesondere, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt, Bodenerhebungen überfährt oder durch Mulden hindurchfährt.

Eine erste Lösung ist aus der EP 01 11 111 A1 bekannt geworden. Hier wird eine Art Deichsel vorgeschlagen, bei der Knick- und Nickachse räumlich weit voneinander getrennt und windschief zueinander sind. Ein derartiges Anhänger-System ist auch aus dem Nutzfahrzeug-Bereich bekannt. Dieses Anhänger-System ist allerdings nur geeignet, um Anhänger an einem Zugfahrzeug zu befestigen; die Verbindung von Vorder- und Hinterwagen eines Gelenkbusses ist mit dieser Deichsel aufgrund der unzureichenden Führungseigenschaften nicht möglich.

Aus der gattungsbildenden DE 33 40 446 A1 ist es bekannt, die Knickachse und die Nickachse in einem Punkt zusammenlaufen zu lassen, wodurch sich eine relativ einfache konstruktive Ausführung ergibt. Hierzu werden ein Drehschemel und ein Drehkranz verwendet.

Nachteil dieser Ausführung ist jedoch, daß ein relativ hochbauendes Drehgelenk entsteht, denn auf dem Gelenk zur Knickachse muß zusätzlich das Gelenk zur Nickachse aufgebaut werden, wodurch sich in nachteiliger Weise eine große Bauhöhe ergibt.

Bei einem oft geforderten Knickwinkel von z. B. ±52° besteht zusätzlich das Problem, daß das Anschlußteil für den Hinterwagen in oder über das Podest aufläuft, d. h. bei einer sehr starken Einschlagbewegung kollidieren dann die Nickachse und die dazugehörenden Teile mit den feststehenden Teilen des gegenüberliegenden Rahmenteils, was unerwünscht ist.

Um hier die Kollisionsgefahr auszuräumen war es bisher bekannt, entsprechende Ausnehmungen im Rahmen vorzusehen, damit der in horizontaler Ebene schwenkbare Teil in den feststehenden Teil einschwenken konnte. Damit war aber der Nachteil einer Dimensionsschwächung gegeben, d. h. gerade in Bereichen wo relativ hohe Kräfte übertragen werden sollen waren nun Einschnitte im Rahmen vorgesehen, was zu einer Schwächung des Gesamtaufbaus führen konnte.

Außer den bisherigen Anordnungen, wo die horizontale Nickachse so verläuft, daß sie sich mit der vertikalen Knickachse kreuzt, war es weiterhin bekannt, den Balkenträger über Zwischenstücke auf der Grundplatte anzuordnen, was zusätzlich zu einer unerwünschten Erhöhung der Bauform führte.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Drehgelenk der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einer erniedrigten Bauhöhe und gleichbleibender mechanischer Stabilität ein gleicher Knickwinkel erreichbar ist, wie er für die hochbauenden Drehgelenke des Standes der Technik gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei ist wesentlich, daß Knickachse und Nickachse so zueinander angeordnet sind, daß sie keinen Schnittpunkt aufweisen. Dies wird durch die besondere Anordnung der Gelenkköpfe der Nickachse am Kugeldrehkranz erreicht.

Mit der gegebenen technischen Lehre wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß nun wegen der räumlichen Trennung von Knickachse und der zu dieser senkrecht liegenden Nickachse die beiden Achsen keinen Schnittpunkt mehr aufweisen. Damit müssen die Konstruktionsteile nicht mehr übereinander angeordnet werden, sondern sie können nebeneinander angeordnet werden, wodurch die Bauhöhe des gesamten Drehgelenks verringert wird.

Bisher ist es lediglich möglich, derartige Drehgelenke mit einer Bauhöhe von z. B. 230 mm, gerechnet vom Kugeldrehkranz- Unterteil bis zur Drehscheibenabdeckung, zu bauen. Mit der Erfindung ist es nun erreichbar, diese Bauhöhe auf ein Maß von etwa 130 mm zu reduzieren. Damit ist es nun ausführbar, sogenannte Niederflur-Gelenkbusse zu bauen, die den Vorteil einer niedrigen Einstiegshöhe haben.

Selbstverständlich wird mit der vorliegenden Erfindung gewährleistet, daß die mechanische Stabilität des Drehgelenkes nicht beeinträchtigt wird, denn es ist nun nicht mehr notwendig, entsprechende Ausnehmungen und Taschen im feststehenden Gelenkteil anzuordnen, die nach dem Stand der Technik die schwenkbaren Gelenkteile vorher aufnehmen mußten.

Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen radialen Abstand der Gelenkköpfe der Nickachse vom Außenumfang des Kugeldrehkranzes werden diese Gelenkköpfe weit genug außerhalb des Kugeldrehkranzes angeordnet, so daß auch bei einer Verschwenkung des drehbaren Teiles des Kugeldrehkranzes eine Kollision der Gelenkköpfe mit den feststehenden Rahmenteilen nicht zu befürchten ist.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Nickachse nicht hinter der vertikalen Gelenkachse angeordnet ist, sondern nach vorne verlegt ist in den Bereich des Vorderwagens. Damit ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß das Drehgelenk sehr großdimensioniert werden kann, trotz eines kleinen Raumbedarfes und daß das unter dem Drehgelenk angeordnete Teil des Vorderwagens abgeschrägt werden kann, wodurch die Unterseite des Fahrzeuges eine einem geforderten Böschungswinkel angepaßte Abschrägung aufweist, so daß ein solcher Omnibus auch über stark nickende Erhebungen oder Mulden fahren kann, ohne mit dem Drehgelenk oder dem darunter angeordneten Faltenbalg aufzulaufen.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine weitere Erniedrigung der Bauhöhe dadurch erreicht, daß die dem Drehgelenk zugeordneten Hydraulikzylinder, die als Knickschutz-Zylinder fungieren, in einem hierfür vorgesehenen Aufnahmeraum in den Bereich des Kugeldrehkranzes hineingreifen.

Bisher war es lediglich bekannt, die dem Knickschutz zugeordneten Hydraulikzylinder unterhalb der Unterkante des Kugeldrehkranzes oder auch oberhalb der Oberkante des Kugeldrehkranzes anzuordnen, was wiederum zu einer Erhöhung der Bauhöhe führte.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, in die ohnedies vorhandene Ausnehmung im Kugeldrehkranz, wobei die Ausnehmung gebildet ist durch die Form der ineinander greifenden Außen- und Innenringe, die ein hutförmiges Profil des Kugeldrehkranzes ausbilden, welches einen inneren Aufnahmeraum definiert, in den die Knickschutz-Zylinder mindestens teilweise eingreifen.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Grundplatte unmittelbar als Auflageplatte für die Rollen des Balgträgers dient.

Bisher war es nämlich lediglich bekannt, auf der Grundplatte noch einen eigenen Tisch oder Traversen anzuordnen, die auf der Grundplatte fest im Abstand darüber angeschweißt waren und erst auf der Oberfläche dieser Traversen oder Stützen liefen dann die Rollen zur Abstützung des Balgträgers.

Dies wird nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls vermieden und zur Erreichung einer erniedrigten Bauhöhe werden die Rollen des Balgträgers unmittelbar auf dem Drehschemel aufgelegt. Der Begriff Drehschemel ist also mit dem Begriff Grundplatte synonym.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Hierbei ergeben sich aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Drehgelenk nach der vorliegenden Erfindung in Draufsicht;

Fig. 2 die Seitenansicht des Drehgelenks nach Fig. 1 mit teilweisem Schnitt;

Fig. 3 den Schnitt durch den Balgträger gemäß der Linie III/III in Fig. 1;

Fig. 4 die Seitenansicht des Balgträgers und Anordnung der Gelenkköpfe der Nickachse nach Fig. 1;

Fig. 5 die Stirnansicht der Darstellung nach Fig. 4 in Pfeilrichtung V;

Fig. 6 schematisiert ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Drehgelenkes mit einer im Vorderwagen angeordneten Nickachse.

Gemäß Fig. 1 erstreckt sich der Rahmen 1 des Vorderwagens mit in Längsrichtung weisenden Rohren in Richtung zur Mitte des Drehgelenkes, wobei die Rohre stirnseitig durch ein Podest 3 miteinander verbunden sind, welches die Aufnahmefläche für den darüber angeordneten Kugeldrehkranz 4 ausbildet.

Der Kugeldrehkranz 4 erstreckt sich kreisförmig um das mittlere Gelenklager 9.

Dieses Gelenklager ist lediglich ein Gelenklager zur Lagerung eines Balgträgers B. Auf die genaue Anordnung dieser Teile wird noch später eingegangen werden.

Das Gelenklager 9 ist nach Fig. 3 jedenfalls die vertikale Gelenkachse 30 des gesamten Drehgelenkes, wobei der Rahmen 1 des Vorderwagens und der Rahmen 2 des Hinterwagens eine Relativbewegung zueinander in den Pfeilrichtungen 37 in der Gelenkachse 30 ausführen.

Gemäß Fig. 2 besteht der Kugeldrehkranz 4 aus einem ringförmigen Außenring 5, der abgekröpft ist, zwischen dem die Kugeln laufen im Bezug zu einen radial innen liegenden Innenring 6.

Der Außenring 5 ist hierbei fest auf dem Post 3 angeordnet.

Der Innenring 6 ist drehbar im Bezug zu dem Außenring 5 über die eingezeichneten Kugeln, wobei oberhalb des Innenringes 6 der Drehschemel 7 angeordnet ist.

Im Drehschemel 7 integriert oder oberhalb auf dem Drehschemel 7 aufsitzend ist der Balgträger 8 in einem Gelenklager 9 angeordnet.

Der Balgträger 8 dient zur Aufnahme des Faltenbalges, wobei je ein Faltenbalgende mit dem Rahmen 1 des Vorderwagens und der andere Teil mit dem Rahmen 2 des Hinterwagens verbunden ist.

Der Balgträger 8 ist in dem Gelenklager 9 in vertikaler Achse drehbar, und zwar wird die Drehbewegung durch eine Drehscheibensteuerung so gesteuert, daß entsprechend der Knickbewegung zwischen dem Rahmen 1 des Vorderwagens und dem Rahmen 2 des Hinterwagens sich der Balgträger 8 etwa in der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Rahmen 1, 2 befindet.

Hierzu ist als Drehscheibensteuerung folgendes vorgesehen:
Am Rahmen 1 des Vorderwagens 1 ist nach Fig. 1 ein Auge 11 angeschweißt, welches ein Gelenk 12 ausbildet, an dem das eine Ende eines Hebels 13 gelenkig gelagert ist.

Das gegenüberliegende Ende des Hebels 13 ist in einem Gelenk 12a aufgenommen, in dem wiederum das freie, schwenkbare Ende eines Hebels 14 angeordnet ist. Dieser Hebel 14 ist mit seinem gegenüberliegenden Ende im Gelenk 15 des Drehschemels 7 gelagert.

Etwa im vorderen Drittel des Hebels 14 setzt über ein Gelenk 16 ein weiterer Hebel 17 an, der über ein Gelenk 18 mit einem Hebel 19 mit dem Balgträger 8 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 19 ist hierbei fest mit dem Balgträger 8 verbunden.

Durch diese Hebelanordnung (Drehscheibensteuerung) wird stets dafür gesorgt, daß bei einer Verdrehung der beiden Rahmen 1, 2 in den Pfeilrichtungen 37 sich der Balgträger 8 stets etwa in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den beiden sich zueinander verdrehenden Teilen 1, 2 befindet.

Der Balgträger ist hierbei - wie ausgeführt - in dem Gelenklager 9 auf dem Drehschemel 7 in vertikaler Achse 30 schwenkbar gelagert.

Bündig mit der Oberfläche des Balgträgers 8 ist eine Drehscheibenabdeckung 10 nach Fig. 2 vorgesehen, die mit dem Balgträger 8 verbunden ist.

Im folgenden wird nun die erfindungsgemäße Anordnung der Nickachse 31 nach Fig. 2 im Bezug zur vertikalen Gelenkachse 30 näher beschrieben.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die Nickachse 31 durch Achsstummel 33 von Gelenkköpfen 41 gebildet, die in zugeordneten Gabeln 34 schwenkbar aufgenommen werden.

Die Gabeln 34 sind hierbei an Ansätzen 32 fest mit dem Innenring 6 verbunden, d. h. also die Gelenkköpfe 41 können damit eine Schwenkbewegung in den Pfeilrichtungen 37 um die vertikale Gelenkachse 30 ausführen.

Wichtig ist nun, daß die Gelenkköpfe 41 mit ihren Gabeln 34 einen in Längsrichtung des Fahrzeugs sich erstreckenden Abstand 29 nach Fig. 1 zu der Mittenquerachse 44 einnehmen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind hierbei die Gelenkköpfe 41 in Richtung zum Rahmen 2 des Hinterwagens nach hinten versetzt, während im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 die Gelenkköpfe (dort nicht dargestellt) im Abstand 29 nach vorne im Rahmen 1 des Vorderwagens angeordnet, d. h. vor der Knickachse sind.

Dadurch, daß die Gelenkköpfe 41 im Abstand 29 von der Mittenquerachse 44 des Drehgelenks angeordnet sind ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nun diese Gelenkköpfe 41 in gleicher Ebene oder in unterschiedlicher Ebene zu dem Drehgelenk selbst, d. h. also zum Kugeldrehkranz 4 aufgebaut werden können, bevorzugt wird es hierbei, wenn die Gelenkköpfe 41 in einer gleichen oder einer darunter liegenden Ebene zum Kugeldrehkranz 4 angeordnet sind, weil hierdurch eine optimale Platzersparnis im Sinne einer Verminderung der Bauhöhe gegeben ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird es hierbei bevorzugt, wenn die Gelenkköpfe 41 mit ihrer Oberkante so angeordnet, daß sie etwa bündig mit der Oberkante des Drehschemels liegen, wodurch dadurch gewährleistet ist, daß das Hutprofil 27 des Balgträgers 8 einen Abstand 45 noch von der Oberkante dieser Gelenkköpfe 41 einnimmt.

Damit ist gewährleistet, daß sich der Balgträger in den Pfeilrichtungen 46 frei längs des Drehschemels bewegen kann ohne mit den darunter angeordneten Gelenkköpfen 41 zu kollidieren.

Hierbei wird das Hutprofils 27 des Balgträgers 8 über Rollen 28 abgestützt, wobei die Rollen 28 auf der Oberfläche direkt des Drehschemels laufen und hierdurch eine wesentliche Einsparung von Bauhöhe gegeben ist.

Wie eingangs ausgeführt wurde, sind bei den bisher bekannten Anordnungen des Standes der Technik zwischen dem Drehschemel 7 und den zugeordneten Rollen 28 des Balgträgers 8 noch entsprechende Stützplatten angeordnet, die erfindungsgemäß entfallen. Auch hierdurch kann die Bauhöhe entscheidend minimiert werden.

Die Gelenkköpfe 41 sind an und für sich bekannte Gelenkteile sie bestehen hierbei aus Achsstummeln 33, die in den entsprechenden Aufnahmen der Gabeln 34 schwenkbar aufgenommen sind.

Der Gelenkkopf 41 weist nach den Fig. 1 und Fig. 5 hierbei senkrecht zu den Achsstummel 33 einen Gewindeansatz 35 auf, der mit dem Rahmen 2 des Hinterwagens verschraubt ist.

Dadurch ist der Hinterrahmen mit seinem Wagen 2 gelenkig über die Nickachse 31 an dem Drehschemel 7 des Drehgelenkes angeordnet.

Wichtig ist nun ferner, daß die Gelenkköpfe 41 nach Fig. 1 einen radialen Abstand 40 zu dem Außenumfang des Podestes 3 aufweisen. Damit wird gesorgt, daß bei einer Drehbewegung in den Pfeilrichtungen 37 um die vertikale Gelenkachse 30 diese Ansätze nicht mit den feststehenden Teilen des Rahmens 1 kollidieren.

In Fig. 1 ist oben links ein derartiger Ansatz 32′ in eingeschwenkter Stellung dargestellt, wobei erkennbar ist, daß bei einem Knickwinkel 47, der im Ausführungsbeispiel 5 2° beträgt, keine Kollision dieser Gelenkköpfe 41 mit den feststehenden Rahmenteilen des Rahmens 2 stattfindet.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß es nur wichtig ist, eine derartige Kollision zu vermeiden, wobei der radiale Abstand 40 auch zu Null werden kann. Das heißt, wenn man die Gelenkköpfe 41 nur weit genug in Längsrichtung des Fahrzeugs um den Abstand 29 nach vorne oder nach hinten in Bezug zur Mittenquerachse 44 verlegt, kommt es ebenfalls zu keiner Kollision.

Im folgenden wird nun eine weitere Minimierung der Bauhöhe durch besondere Anordnung der Hydraulikzylinder 20, 21 beschrieben.

Jeder Hydraulikzylinder 20, 21 ist an der einen Seite, z. ß. an der Gehäuseseite mit einem Dämpferlager 22 auf dem Podest 3 zusammen mit dem Rahmen 2 befestigt.

Die Kolbenstange 23 des jeweiligen Hydraulikzylinders 20, 21 setzt über Aufnahmebolzen 24 auf einem Verstärkungsteil 25 an, welches mit dem Drehschemel 7 verbunden ist. Entsprechend der Beaufschlagung dieser Hydraulikzylinder 20 mit Hydrauliköl erfolgt eine gewisse Dämpfung der Schwenkbewegung des Drehgelenkes.

Erfindungsgemäß wird eine weitere Minimierung der Bauhöhe nun dadurch erreicht, daß der Außenring 5 und der Innenring 6 des Kugeldrehkranzes 4 gemäß Fig. 2 einen innenliegenden Aufnahmeraum 39 bilden, wobei sich Teile der Hydraulikzylinder über die Unterkante 38 des Kugeldrehkranzes 4 hinaus in den Aufnahmeraum 39 erstrecken und hierdurch eine platzsparende Anordnung gegeben ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist eine andere Anordnung gezeigt, wobei erkennbar ist, daß die Nickachse 31 im Rahmen 1 des Vorderwagens angeordnet ist. Hierbei ist wiederum der erfindungsgemäße Abstand 29 in Längsrichtung des Fahrzeuges im Bezug zur vertikalen Drehachse 30 gegeben.

Wichtig ist nun, daß die Unterkante des Rahmens 1 des Vorderwagens eine untere Abschrägung 42 aufweist, welche dem Drehgelenk eine überlegene Bodenfreiheit zuordnet.

Der Rahmen 2 des Hinterwagens ist auf dem Innenring des Kugeldrehkranzes 4 aufgelegt, wobei der Außenring 5 mit dem Rahmen 1 des Vorderwagens verbunden ist. Hierdurch wird ebenfalls ein Drehgelenk realisiert, wobei die Unterkante des Rahmens 2 des Hinterwagens eine ähnliche Abschrägung 43 aufweist, um zu gewährleisten, daß bei einer Schwenkbewegung die Teile des Hinterwagens nicht mit den drehenden Teilen des Vorderwagens kollidieren.

Bei dem hier vorgestellten Drehgelenk wird die Nickbewegung von dem Kugeldrehkranz 4 selbst mit aufgenommen und auf die Nickachse 31 übertragen.

Wichtig ist hierbei nur, daß die Nickachse 31 wieder um einen Abstand 29 in Fahrzeuglängsrichtung versetzt von der vertikalen Gelenkachse 30 ist.

Mit dem vorliegend vorgestellten Drehgelenk wird also eine starke Minimierung der Bauhöhe erreicht, wodurch es erstmals möglich ist, Drehgelenke für Omnibusse mit einer derartigen niedrigen Bauhöhe zu bauen, daß sie behindertengerecht sind und fahrgastfreundlich sind.

Claims (5)

1. Drehgelenk für Niederflur-Gelenkomnibusse, wobei Vorderwagen und Hinterwagen an einem Drehschemel (7) über einen Kugeldrehkranz (4) miteinander verbunden sind, wodurch eine vertikale Knickachse (30) gebildet ist, und im weiteren für nickende Bewegungen von Vorderwagen und Hinterwagen eine horizontale Nickachse (31) durch den Kugeldrehkranz (4) tragende Gelenkköpfe (41) aufgespannt ist, wobei die die Nickachse (31) aufspannenden Gelenkköpfe (41) in radialem Abstand vom Außenumfang des Kugeldrehkranzes (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkköpfe (41) so am Kugeldrehkranz (4) angeordnet sind, daß die Nickachse (31) in einem bestimmten Abstand (29) vor oder hinter der Knickachse (30) liegt und so die beiden Achsen (30, 31) keinen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickachse (31) im Bereich des Vorderwagens vor der Knickachse (30) angeordnet ist und daß der unter dem Gelenklager (9) angeordnete Teil des Vorderwagens abgeschrägt ausgebildet ist.

3. Drehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Außenringe (5) und/oder die Innenringe (6) des Kugeldrehkranzes (4) ein hutförmiges Profil (27) mit einem inneren Aufnahmeraum (39) ausbilden.

4. Drehgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gelenklager (9) zugeordnete Hydraulikzylinder (20, 21) in den Aufnahmeraum (39) teilweise hineingreifen.

5. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschemel (7) als Auflageplatte für die Rollen des Balgträgers (8) dient.