DE69020271T2

DE69020271T2 - Fahrzeug für städtische Personenbeförderung.

Info

Publication number: DE69020271T2
Application number: DE69020271T
Authority: DE
Inventors: Quattrini Andrea Car Doniselli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2010-07-27
Also published as: DE69020271D1; EP0417820B1; IT1231721B; EP0417820A3; EP0417820A2; ATE124007T1; IT8921502A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug für den öffentlichen Verkehr in Städten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Boden des gesamten Fahrgastabteils eine verringerte Höhe vom Fußboden hat und weitgehend frei von Unstetigkeiten und Beschränkungen auf seiner freien Obeffläche ist.
Diese Merkmale sind bekanntlich wichtig für den öffentlichen Massentransport in Städten, weil sie das Ein- und Aussteigen der Fahrgäste erleichtern, mit beträchtlichen Vorteilen für sowohl die Benutzer, insbesondere für ältere oder behinderte, als auch für die Schnelligkeit des Betriebsablaufs (womit ein weiterer Vorteil für die Benutzer erreicht wird), wobei die Durchschnittsgeschwindigkeit von der Dauer der Stops sehr beeinflußt wird.
Beispiele solcher Fahrzeuge, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind in der EP 395 586, EP 244 549, EP 220 783 und WO 86/06688 beschrieben, die Fahrzeuge zeigen, welche nur eine Radachse am Ende des Busses haben, während die zweite Achse sich innerhalb der "Geh-Flurs" des Fahrgastabteils befindet, das dadurch verkleinert wird.
Gemäß der Ausführungsform des Standes der Technik haben solche Fahrzeuge nur zwei Steuerräder.
Da die beträchtliche Höhe des Bodens durch die Größen der verschiedenen mechanischen Anordnungen (Maschine, Getriebe, Aufhängung usw.) bedingt ist, ist es offensichtlich zweckmäßig, Fahrzeuge herzustellen, die generell so konzipiert sind, daß sie diese Einschränkungen nicht aufweisen.
Dieses Ergebnis wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, die ein Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten vorschlägt, das ein zentrales Fahrgastabteil enthält, an dessen beiden sich gegenüberliegenden Enden ein Technikabteil angebracht ist, wobei die Steuer- und Aufhängungsmittel und die Räderpaare des Fahrzeugs innerhalb des Raums der Technikabteile vorgesehen sind, wobei mindestens eine Antriebsvorrichtung und die entsprechende Transmissionsvorrichtung in mindestens einem der Technikabteile vorgesehen sind, und mit der Tatsache, daß die Räderpaare der Technikabteile Steuerräder sind, wobei es diese Kombination erlaubt, daß die gesamte Fußbodenfläche und der entsprechende Raum des Fahrgastabteils frei von Unstetigkeiten zum Fußboden bei einer verringerten Höhe vom Erdboden sind.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs ist die Antriebsvorrichtung ein elektrischer Motor, der über eine Oberleitung oder durch Speicherbatterien mit Strom versorgt wird, und die Transmissionsmittel zwischen dem elektrischen Motor und den Rädern sind mechanisch. Darüber hinaus ist die Achse des elektrischen Motors senkrecht zu der Achse der Räder, und die mechanische Transmission weist ein Getriebe mit konischen gezahnten Rädern auf.
Es ist auch vorgesehen, daß die Transmissionsvorrichtung ein Hydrogetriebe ist, mit wenigstens einer Pumpe, die durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, der nur während des Halts des Fahrzeugs in Betrieb genommen wird, während dem elektrische Energie durch den Kontakt eines beweglichen Leitungsarms zugeführt wird, der mit einem geeigneten befestigten Querglied an dem Fahrzeug angebracht ist und leitende Elemente aufweist, die an den Fahrzeuganschlägen vorgesehen sind, mit wenigstens einem Hydrospeicher, dessen Energie von einem Stop zum nächsten Stop benutzt wird, und wenigstens einem hydrostatischen Motor, der mechanisch mit einem Paar Rädern verbunden ist, wobei wenigstens einer der hydrostatischen Motoren (11) oder die hydraulische Pumpe eine variable Zylinderkapazität aufweist.
Weitere Einzelheiten können der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden, die sich auf den Fall eines Fahrzeugs mit vier Antriebs- und Steuerrädern und einer hydrostatischen Transmission bezieht und die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeugs, in einem Schnitt entlang der Ebene II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schaltplan des hydraulischen Traktionskreises und des hydrostatischen Transmissionssteuerungssystems, die in dem Fahrzeug vorgesehen und hier als Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Erfindung gezeigt sind.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs, das sich für den öffentlichen Massentransport in Städten eignet und auch Oberleitungsbus genannt wird, einen Körper 1 mit einer Tragstruktur, die einstückig mit dem Körper ausgebildet ist, und vier Räder 2 aufweist, die sich in der Nähe der Enden des Fahrzeugs befinden.
Der Teil des Körpers 1, der als Fahrgastabteil genutzt wird, ist mit Eingangstüren 3 zum Flur 4 des Fahrzeugs versehen, wobei die Höhe des Bodens über der Erde ausschließlich durch den geringstzulässigen Abstand (falls erforderlich, kann dieser bei Stops noch weiter durch die bekannte Betätigung von pneumatischen oder hydraulischen Aufhängungsgliedern im Vergleich zur Fahrhöhe reduziert werden) und durch die Dicke der unteren Plattform 5 des Fahrzeugs bestimmt wird.
Der Zwischenraum zwischen den Rädern an jeder Achse und über ihrer Aufhängung, Transmission, Steuerung und ähnlichen Einheiten sind für das Publikum nicht zugänglich; im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das sich auf einen großen Oberleitungsbus bezieht, enthalten diese Zwischenräume am Vorderende einen Motor 6 und das Fahrerabteil 7 darüber, während am hinteren Ende ein zweiter Motor 8 installiert ist und darüber die elektrischen Antriebseinheiten und andere Hilfseinheiten.
Im erwähnten Beispiel sind die Motoren 6 und 8 auch jeweils mit Pumpen 9 und 10 der hydrostatischen Transmission verbunden, wobei diese Pumpen den vorderen und den hinteren Hydraulikmotor 11, der mit den Rädern 2 verbunden ist, versorgen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, können alle vier Räder nach Bedarf als Steuerräder ausgebildet sein, wodurch das Manövrieren (im Hinblick auf den langen Radabstand) erleichtert und der Platzbedarf beim Drehen begrenzt wird, was es insbesondere erlaubt, die Vorschriften zu erfüllen: das Verhältnis zwischen den Steuerwinkeln der Steuereinheiten 12 und 13 wird entsprechend gewählt. Das Steuersystem kann in geeigneter Weise hydrostatisch mit doppelten Kreisen betrieben werden, um absolut sichere Voraussetzungen zu schaffen, die sich aus dieser Redundanz ergeben.
Zur Vereinfachung der grafischen Darstellung zeigt Fig. 2 den maximalen Überstand der Vorder- und Hinterräder, wenn nur von einer Seite des Fahrzeugs gesteuert wird.
Die funktionale Verbindung zwischen den Zugmotoren und den Rädern, durch die sie angetrieben werden, wird, wie das Beispiel zeigt, durch die Pumpen 9 und 10 und die hydrostatischen Motoren 11 gewährleistet; diese hydrostatischen Motoren 11 und die Pumpen 9 und 10 weisen vorzugsweise verschiedene Zylinderkapazitäten auf, um geeignete Transmissionsverhältnisse zu ermöglichen, die durch Verändern der Zylinderkapazitäten erzielt werden.
Der hydraulische Kreis für die Verbindung der Pumpen mit den Motoren umfaßt eine Verteilereinheit und ein System elektromagnetischer Ventile, die die verschiedenen Änderungen der Zylinderkapazität der Pumpen und der hydrostatischen Motoren je nach den verschiedenen Betriebsbedingungen vornehmen.
Der hydraulische Kreis enthält einen oder mehrere Akkumulatoren 14, zu denen die Pumpen 9 und 10 unter Druck das Fluid liefern, wobei dieses Fluid nachfolgend zu den hydrostatischen Motoren 11 gelangt und zwar entweder allein oder parallel zu dem, das von den Pumpen 9 und 10 geliefert wurde. Beim Bremsen versorgt die Verteilereinheit über die hydrostatischen Motoren 11, die in diesem Falle als Pumpen wirken, einen oder mehrere Akkumulatoren 14, zu denen Fluid unter Druck geführt wird, das nachfolgend zu den Motoren 11 geliefert wird, z. B. in der Beschleunigungsphase, und zwar allein oder parallel zur Versorgung durch die Pumpen 9 und 10, wodurch eine Energieersparnis erzielt wird.
Die hydrostatischen Motoren sind üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, so angeordnet, daß sie einstückig mit den Senk- und Trageinheiten verbunden sind, die die Radhalterung bilden, und über eine Getriebeeinheit drehbar mit den Rädern verbunden sind (koaxial epizyklisch, oder mit Paaren von Achsen oder mit konvergierenden Achsen oder mit Achsen in verschiedenen Ebenen oder mit einer Kombination aus diesen, wobei alle diese Typen bekannt sind), wodurch die Notwendigkeit für zusätzliche Transmissionseinheiten entfällt.
Bei einigen Anwendungen ist es jedoch zweckmäßiger, die hydrostatischen Motoren so anzuordnen, daß sie an der Fahrzeugstruktur befestigt sind, mit einer bekannten mechanischen Transmission, mit Wellen, Gelenken, und auch im Falle eines hydrostatischen Motors für zwei Räder mit einer Differentialtransmissionseinheit, die den Motor oder die Motoren mit den Rädern koppelt, und dies ist deshalb bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
In anderen Fällen kann eine mechanische Transmission zweckmäßig sein unter Zwischenschaltung verschiedener bekannter und oben erwähnter Getriebeeinheiten zwischen den Zugmotoren (die elektrisch oder von anderer Art, integraler Bestandteil der Radträger oder von der Struktur getragen sein können) und den Rädern, in anderen Worten ohne die Zwischenschaltung des hydrostatischen Transmissionssystems, und folglich ist dies bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
In allen Fällen können die Vorder- und Hinterachsen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs zweckmäßigerweise, aber nicht ausschließlich, mechanische Einheiten aufweisen, die weitgehend identisch oder im wesentlichen ähnlich sind: dies ermöglichst es, viele der Komponenten und mechanischen Einheiten zu standardisieren, und dieses modulare System bringt eine erhebliche Kostenreduzierung (bei Installation und Betrieb), indem die Konstruktion und die Wartung beträchtlich vereinfacht und die Lagerhaltung der Ersatzteile verringert werden.
Wie oben erwähnt, sollten alle Räder vorzugsweise Antriebsräder sein; in besonderen Fällen jedoch, z. B. im Falle von kleinen Fahrzeugen oder Fahrzeugen mit mehr als zwei Achsen, ist es möglich, daß nur die Räder der einen oder mehreren Achsen Antriebsräder sind.
Bekanntlich ermöglicht die Verwendung eines hydrostatischen Motors für jedes Rad oder auf jeden Fall die Übertragung der Bewegungskraft auf alle Räder die besten Bewegungsmöglichkeiten im Falle verminderter Haftung, z. B. bei Schnee, Eis oder dergleichen, und mit zwei (oder mehr) getrennten Motoren ist es auch möglich, den Betrieb in jeder Pannensituation oder in Situationen mit herabgesetztem Betrieb ("limp-home") fortzusetzen.
Die Verwendung von zwei (oder mehr im Falle von Fahrzeugen mit mehr als zwei Achsen) Zugmotoren, die die Gesamtkraft aufteilen, erlaubt die Installation von Motoren kleiner Dimensionen, die mit großer Zuverlässigkeit und wesentlich niedrigeren Kosten in Massenproduktion hergestellt werden, und auch Vorteile hinsichtlich des allgemeinen Designs des Fahrzeugs bieten, indem sie das Problem der optimalen Verteilung der Last auf den Achsen vereinfachen.
Ein Beispiel der hydrostatischen Transmission ist in Form eines Blockschaltbilds in Fig. 3 für einen einzigen Motor und eine einzige Achse gezeigt. In diesem Schaltbild ist ein Motor 6 (oder 8) dargestellt, der eine Pumpe 9 (oder 10) mit variablem Zylindervolumen antreibt; diese Pumpe bringt das Fluid unter Druck durch eine Verteilereinheit 15 und die Leitungen 16 zu den hydraulischen Motoren 11 einer Achse, die mit den Rädern 2 gekoppelt ist.
Die Verteilereinheit 15 ist auch mit einem Niedrigdruckreservoir 17 und mit einem oder mehreren hydraulischen Hochdruckfluid-Akkumulatoren 14 verbunden, und die Betätigungsglieder, die die Zylinderkapazität der Hydraulikmotoren 11 und der Pumpen 9 und 10 variieren, werden über Leitungen 18 und 19 durch die Verteilereinheit versorgt.
Die Verteilereinheit 15 wird von einer Mikroprozessor-Datenverarbeitungseinheit 20 gesteuert, die es ermöglicht, die Betriebsvariablen des hydrostatischen Motors und der Pumpe in allen Situationen anzuzeigen, und die die jeweiligen Zylinderkapazitäten, die Zufuhr zum Hochdruck-Akkumulator und die Last, mit der der Motor beaufschlagt wird, anpaßt, um eine optimale Steuerung der Motorleistung zu erreichen, die in Übereinstimmung mit dem vom Fahrer des Fahrzeugs zur Mikroprozessoreinheit gesandten Befehl 21 geliefert wird.
Insbesondere ist es auch möglich, mit Hilfe der Mikroprozessoreinheit zu den hydrostatischen Motoren hydraulisches Fluid nicht nur von der Pumpe oder von den Akkumulatoren getrennt zu schicken, sondern auch zusammen, d. h. in anderen Worten zur Pumpe und zu den Akkumulatoren, wodurch erforderlichenfalls höhere Drehmomente auf die Räder gegeben werden können. Diese Anordnung erlaubt die Installation der Motoren und Pumpen, deren Leistung geringer ist als die maximale Leistung, die sich durch die Verwendung des Fahrzeugs ergibt, denn das unter Druck befindliche Fluid vom Akkumulator kann zumindest zum Teil die Leistungsanforderungen erfüllen, die sich in besonderen Situationen ergeben, z. B. bei der Beschleunigung.
Durch dieses Steuersystem ist es auch möglich, auf Befehl des Fahrzeugführers den Betrieb der hydrostatischen Motoren umzukehren, wobei die Motoren als Pumpen arbeiten, um ein regeneratives Bremsen zu erzielen.
Die Anordnung der Achsen erfolgt erfindungsgemäß so nahe wie möglich an den Enden, wodurch ein im wesentlichen freier Zwischenraum und damit ein Fahrgastraum vorgesehen werden kann, der bequem zu nutzen ist, und dies umso mehr, weil große Bereiche für die Einstiegsstufen fehlen, die ganz weggelassen oder doch in ihrer Zahl und in der Höhe reduziert werden können. Die Tragfähigkeit ist mindestens gleich und potentiell größer als die von vergleichbaren Fahrzeugen herkömmlicher Gestaltung, d. h. solche Fahrzeuge, bei denen die mechanischen Einrichtungen wenigstens teilweise unter dem Flur angeordnet sind.
Die hier vorgeschlagene Fahrzeuggestaltung bietet, außer dem leichten Einstieg und Ausstieg für alle sich unabhängig voneinander bewegenden Fahrgäste, auch die Möglichkeit der Verwendung als Massentransportmittel für Behinderte, weil es möglich ist, viel einfacher und sicherer Einrichtungen zum Heben und Senken von Rollstühlen vorzusehen.
Um die bessere Verwendung des Innenraums zu ermöglichen und um gleichzeitig eine erhöhte Sicherheit und einen verbesserten Komfort für die Fahrgäste vorzusehen sowie die Zeit für das Ein- und Aussteigen zu reduzieren, sollte die Zahl und die Größe der Fahrgäste so groß wie möglich sein: es erscheint deshalb vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich, jede der Türen 3 in zwei Blätter zu teilen, von denen eines - wie es die Fig. 2 durch die Bezugszahl 3a zeigt - in Längsrichtung außerhalb des Körpers gleitet und das andere, 3b, in Längsrichtung in einem geeigneten Fach 22 in der Seitenwand gleitet. Hierdurch ist es möglich, falls erforderlich, in den freien Raum auf der Seite eines zweiachsigen Fahrzeugs vier gleiche Doppeltüren vorzusehen, die sich weit öffnen und es den Fahrgästen noch mehr erleichtern, zu- und auszusteigen, wobei diese Vorgänge bereits durch die herabgesetzte Höhe des Flurs über dem Boden erleichtert werden.

Claims

1. Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten, mit einem zentralen Fahrgastabteil, an dessen beiden sich gegenüberliegenden Enden ein Technikabteil angebracht ist, wobei die Steuer- (12, 13) und Aufhängungsmittel und die Räderpaare (2) des Fahrzeugs innerhalb des Raums der Technikabteile vorgesehen sind, wobei mindestens eine Antriebsvorrichtung (6, 11) und die entsprechende Transmissionsvorrichtung in mindestens einem der Technikabteile vorgesehen sind, und mit der Tatsache, daß die Räderpaare (2) der Technikabteile Steuerräder sind, wobei es diese Kombination erlaubt, daß die gesamte Fußbodenfläche (4) und der entsprechende Raum des Fahrgastabteils frei von Unstetigkeiten zum Fußboden (4) bei einer verringerten Höhe vom Erdboden sind.

2. Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (6) ein elektrischer Motor ist, der über eine Oberleitung oder durch Speicherbatterien mit Strom versorgt wird, und daß die Transmissionsmittel zwischen dem elektrischen Motor und den Rädern (2) mechanisch sind.

3. Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des elektrischen Motors (6, 8) senkrecht zu der Achse der Räder (2) ist und daß die mechanische Transmission ein Getriebe mit konischen gezahnten Rädern aufweist.

4. Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Antriebsvorrichtung für jedes Rad vorgesehen ist.

5. Fahrzeug für die Personenbeförderung in Städten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmissionsvorrichtung ein Hydrogetriebe ist, mit wenigstens einer Pumpe (9, 10), die durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, der nur während des Halts des Fahrzeugs in Betrieb genommen wird, während dem elektrische Energie durch den Kontakt eines beweglichen Leitungsarms zugeführt wird, der mit einem geeigneten befestigten Querglied an dem Fahrzeug angebracht ist und leitende Elemente aufweist, die an den Fahrzeuganschlägen vorgesehen sind, mit wenigstens einem Hydrospeicher (14), dessen Energie von einem Stop zum nächsten Stop benutzt wird, und wenigstens einem hydrostatischen Motor (11), der mechanisch mit einem Paar Rädern (2) verbunden ist, wobei wenigstens einer der hydrostatischen Motoren (11) oder die hydraulische Pumpe (9, 10) eine variable Zylinderkapazität aufweist.