EP3722180A1

EP3722180A1 - Aktive lenkung eines schienengebundenen zweiachs-arbeitsfahrzeugs

Info

Publication number: EP3722180A1
Application number: EP20169122.7A
Authority: EP
Inventors: Arnold Belting; Ulrich Bröckers; Matthias Dellinger; Fabian Schmidt
Original assignee: Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2020-10-14
Also published as: DE202019102084U1

Abstract

Bei einem schienengebundenen, zweiachsigen Arbeitsfahrzeug (1), mit einem Rahmen (2) und einem Aufbau (3), und mit einem Fahrwerk (4), welches zwei um eine gemeinsame Drehachse drehbare Laufräder (8) aufweist, wobei das Fahrwerk (4) um eine Hochachse schwenkbar gelagert ist, derart, dass das Fahrwerk (4) samt Laufrädern (8) bei einer Kurvenfahrt des Arbeitsfahrzeugs (1) dem Verlauf der Schienen (9) folgend in einem Lenkwinkel um die Hochachse schwenkbar ist, schlägt die Erfindung vor,• dass ein Aktor mit dem Fahrwerk (4) wirksam in der Art verbunden ist, dass durch unterschiedliche Bewegungen des Aktors das Fahrwerk (4) in unterschiedliche Stellungen um seine Hochachse schwenkbar ist,• und dass eine den Aktor ansteuernde Steuerung vorgesehen ist, die mit dem Aktor signalübertragungswirksam verbunden ist, derart, dass aufgrund von an den Aktor übermittelten Steuersignalen der Steuerung eine Bewegung des Aktors und somit die Lenkstellung des Fahrwerks (4) steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein schienengebundenes zweiachsiges Arbeitsfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Durch die schwenkbare Lagerung der Achse ist die Achse lenkbar, so dass sich bei einer Kurvenfahrt des Arbeitsfahrzeugs das Fahrwerk automatisch möglichst optimal zu den Schienen ausrichten kann, um dem Schienenverlauf im Kurvenbereich optimal zu folgen und dadurch eine unerwünschte Reibung, ein sogenanntes "Radieren", und den damit verbundenen mechanischen Verschleiß sowie ggf. damit verbundene Lärmemissionen zu vermeiden.
Gattungsfremd sind in diesem Zusammenhang folgende Fahrzeuge:
Erstens sind Schienenfahrzeuge gattungsfremd, bei denen mehrere Räder bzw. Achsen zu Drehgestellen zusammengefasst sind. Der vorliegende Vorschlag betrifft ein so genanntes zweiachsiges Arbeitsfahrzeug. Zweiachsig bedeutet im Rahmen des vorliegenden Vorschlags, dass das Arbeitsfahrzeug zwei einzelne, voneinander getrennte - und nicht zu einem Drehgestell zusammengefasste - Achsen aufweist. Unterhalb des typischerweise vorgesehenen Fahrzeugrahmens oder eines Fahrzeugaufbaus sind dementsprechend wenigstens diese zwei separaten Achsen vorgesehen, und ggf. auch noch eine oder mehrere weitere Achsen. Hinsichtlich des Kurvenverhaltens tritt bei Drehgestellen die eingangs beschriebene Problematik nicht auf.
Zweitens sind Schienenfahrzeuge gattungsfremd, die keine Arbeitsfahrzeuge darstellen, sondern beispielsweise Transportfahrzeuge oder Personenfahrzeuge. Als so genannte Arbeitsfahrzeuge sind im Rahmen des vorliegenden Vorschlags Fahrzeuge bezeichnet, die für Arbeiten am Gleis vorgesehen sind, z.B. für die Fahrdrahtverlegung, zum Stopfen des Gleisbettes, zum Nachschleifen des Schienenprofils oder dergleichen. Die erwähnten Transport- oder Personenfahrzeuge werden im Normalbetrieb - also in ihrem typischen Einsatz - mit vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten über die Schienen bewegt. Arbeitsfahrzeuge hingegen fahren im Normalbetrieb mit erheblich geringeren Geschwindigkeiten, beispielsweise mit Arbeitsgeschwindigkeiten von weniger als 20 km/h, ggf. mit Schrittgeschwindigkeit. Hinsichtlich des Kurvenverhaltens ergibt sich aufgrund der niedrigen Fahrgeschwindigkeit für die Arbeitsfahrzeuge das Problem, dass sie beispielsweise bei einer Fahrt durch eine überhöhte Kurve zum tiefer gelegenen Kurveninneren zu rutschen drohen, da die Überhöhung für eine definierte Fahrgeschwindigkeit von Transport- oder Personenzügen ausgelegt ist, die deutlich über der Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs in seinem Normalbetrieb liegt. Auch in dieser Hinsicht tritt daher bei anderen Fahrzeugen als den Arbeitsfahrzeugen die eingangs beschriebene Problematik nicht auf.
Die schwenkbewegliche Achsaufhängung ermöglicht eine Lenkbeweglichkeit des Fahrwerks, die als eine passive Lenkbarkeit des Fahrwerks bezeichnet werden kann: bei einer Kurvenfahrt wirken so genannte Auslenkkräfte von den Schienen des Gleises auf die Räder der Achse, so dass das Fahrwerkautomatisch um seine Hochachse geschwenkt wird, und so dass die beiden Räder der Achse dem gebogenen Schienenverlauf folgen. Die Achsaufhängung bewirkt dabei durch Rückstellkräfte grundsätzlich eine automatische Zentrierung des Fahrwerks, wie sie für die Geradeausfahrt vorteilhaft ist. Die bei der Kurvenfahrt auf die Achse einwirkenden Auslenkkräfte, welche das Fahrwerkaus seiner Zentrierung auslenken, müssen daher die Rückstellkräfte überwinden, welche die automatische Zentrierung zu bewirken bestrebt sind.
Mit zunehmendem Fahrzeuggewicht können auch die Rückstellkräfte zunehmen. Dies wirkt sich beispielsweise auf ein Arbeitsfahrzeug aus, das je nach Einsatz mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgerüstet oder mit Arbeitsmaterialien beladen ist, so dass dasselbe Arbeitsfahrzeug unterschiedliche Einsatzgewichte aufweisen kann. Und dieser Umstand wirkt sich natürlich auf unterschiedliche Typen von Arbeitsfahrzeugen aus, die konzeptionsbedingt unterschiedliche Fahrzeuggewichte aufweisen.
Hinzu kommt, dass auch die Auslenkkräfte unterschiedlich groß sein können, selbst wenn sie auf dasselbe, unveränderte Arbeitsfahrzeug einwirken: beispielsweise kann aufgrund von Witterungsbedingungen, zum Beispiel Feuchtigkeit, die Reibung zwischen Rad und Schiene unterschiedlich sein und dementsprechend zu unterschiedlich großen Auslenkkräften führen.
Die erwähnten Einflüsse bewirken sehr unterschiedliche und veränderliche Kräfteverhältnisse zwischen einerseits den Auslenkkräften und andererseits den Rückstellkräften.
Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, betrifft der vorliegende Vorschlag ein schienengebundenes, zweiachsiges Arbeitsfahrzeug, bei dem ein Fahrwerk in Schaken gelagert bzw. aufgehängt ist. Für die Schakenaufhängung ist typisch, dass mit zunehmendem Fahrzeuggewicht die Rückstellkräfte erheblich zunehmen und sich somit erhebliche Einflüsse auf das Kräfteverhältnis zwischen den Auslenkkräften und den Rückstellkräften ergeben.
Im Ergebnis ist in der Praxis festzustellen, dass passiv lenkende, schwenkbar gelagerte Achsen eines schienengebundenen zweiachsigen Arbeitsfahrzeugs bei einem unerwünscht hohen Anteil der Kurvenfahrten nur unvollständig weit ausgelenkt werden. Dies reicht von einem vorhandenen, jedoch unvollständigen Lenkeinschlag bis zu einer in ihrer Zentrierstellung verbleibenden, in der Kurve überhaupt nicht ausgelenkten Achse.
Dem vorliegenden Vorschlag liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem schienengebundenen zweiachsigen Arbeitsfahrzeug eine optimierte Auslenkung der Achse bei Kurvenfahrt sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorschlagsgemäß ist demzufolge vorgesehen, dass die Achse nicht nur passiv gelenkt wird, nämlich durch die vom Gleis auf die Räder einwirkenden Kräfte, sondern dass sie durch einen oder mehrere Aktoren aktiv aus ihrer Zentrierstellung ausgelenkt wird, wenn das Arbeitsfahrzeug eine Kurve durchfährt. Hierzu sind vorschlagsgemäß zwei wesentliche Komponenten vorgesehen:
Erstens wenigstens ein Aktor, der auf die Achse einwirken kann, so dass diese aus ihrer Zentrierstellung ausgelenkt und um ihre Hochachse geschwenkt werden kann, also aktiv gelenkt werden kann und einen vorbestimmten Lenkwinkel einnehmen kann. Zu diesem Zweck ist der Aktor mit der Achse wirksam verbunden, wirkt also entweder unmittelbar auf die Achse ein, oder mittelbar auf ein mit der Achse verbundenes Bauteil, so dass letztlich eine Bewegung des Aktors die gewünschte Lenkbewegung des Fahrwerksbewirkt.
Zweitens ist eine Steuerung vorgesehen, die den Aktor ansteuert, somit dessen Bewegungen und dadurch die jeweils von der Achse eingenommene Stellung bestimmt.
Die konkrete technische Ausgestaltung kann dabei in unterschiedlichen Varianten verwirklicht werden:
Beispielsweise kann ein einziger Aktor vorgesehen sein, der beispielsweise an ein mittig angeordnetes Führungselement der Achse anschließt und so eine Schwenkbewegung der Achse um ihre Hochachse bewirkt, je nach Bewegung des Aktors. Oder dieser Aktor schließt außermittig unmittelbar an die Achse an, zu deren Hochachse versetzt.
Wenn beispielsweise hydraulische Zylinder als Aktoren verwendet werden, kann ein doppelt wirkender Zylinder verwendet werden, der sowohl durch Druck als auch durch Zug auf das mit ihm verbundene Bauteil einwirken kann. Statt eines einzigen solchen Aktors können jedoch auch zwei entgegengesetzt angeordnete, jeweils einfach wirkende Zylinder verwendet werden, die beispielsweise jeweils ausschließlich auf Druck wirksam sind, so dass bei wahlweiser Betätigung des einen oder des anderen Zylinders zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen bewirkt werden können.
Vorteilhaft kann der Aktor einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen, so dass eine mechanisch robuste, gegen Leckagen sichere Ausgestaltung des Aktors gewährleistet ist. Ein solcher elektrischer Aktor kann beispielsweise als Spindeltrieb oder als Zahnstangenantrieb ausgestaltet sein, so dass er ein längsbewegliches Schub- bzw. Zugelement aufweist, dessen Bewegung unmittelbar oder mittelbar auf die Achse übertragen werden kann.
Alternativ - oder ggf. auch zusätzlich zu den oben angesprochenen Ausgestaltungen und Anbringung von Aktoren, nämlich um diese zu unterstützen und die jeweils aufzubringenden Kräfte möglichst gering zu halten - kann vorgesehen sein, auf beiden Seiten der Achse, also jedem der beiden Räder zugeordnet, jeweils einen Aktor anzuordnen.
Dabei kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, eine bislang verwendete Konstruktion der Achsaufhängung nur minimal zu verändern, indem ein ohnehin verwendetes Element um den erwähnten Aktor ergänzt wird. Wirtschaftlich bedeutet dieses einen Vorteil bei der Herstellung der Arbeitsfahrzeuge, weil die Herstellung wahlweise mit oder ohne Aktor erfolgen kann, und weil die Herstellung des Arbeitsfahrzeugs mit Aktor mit sehr geringen Änderungen gegenüber einer bislang üblichen Herstellung ohne Aktor ermöglicht wird. Technisch ist dabei vorteilhaft, dass auch bereits im Betrieb befindliche Arbeitsfahrzeuge durch Auswechseln des entsprechenden Elements der Achsaufhängung nachgerüstet und vorschlagsgemäß ausgestaltet werden können, so dass mit einem minimalen Aufwand von der Vorteilen des vorliegenden Vorschlags auch bei ursprünglich nicht dementsprechend ausgerüsteten Arbeitsfahrzeugen Gebrauch gemacht werden kann.
Ein bevorzugtes Beispiel für die Ausrüstung eines Elements der Achsaufhängung mit einem Aktor besteht darin, einen bislang ohnehin vorhandenen Dämpfer dementsprechend auszurüsten. Beispielsweise kann die Länge eines solchen Dämpfers mittels eines elektrischen Spindeltriebs einstellbar sein. Bei einer Schakenaufhängung der Achse verlaufen derartige Dämpfer in einer liegenden Ausrichtung, so dass eine Längenänderung des Dämpfers mit einer Schwenkbewegung der Achse um ihre Hochachse korreliert. Dementsprechend kann mittels eines aktiv angesteuerten und in seiner Länge motorisch verstellbaren Dämpfers die Achse aus ihrer Zentrierstellung ausgelenkt werden.
Die Ansteuerung des Aktors kann auf unterschiedliche Arten erfolgen, die einzeln - oder zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, mit welcher das Fahrwerk an den jeweiligen Schienenverlauf angepasst und aktiv gelenkt wird: ggf. auch in Kombination - verwirklicht werden können:

Ist-Wert-Aufnehmer bzw. Sensoren können die Ausrichtung des Arbeitsfahrzeugs zur Schiene erfassen. Dies betrifft die Ausrichtung der Längsachse des Arbeitsfahrzeugs in Bezug auf den geradlinigen oder gebogenen Verlauf des Gleisabschnitts, der sich vor dem Arbeitsfahrzeug befindet.
Als ein Beispiel für eine sensorische Erfassung des Schienenverlaufs kann eine Kamera erwähnt werden, mittels derer der Schienenverlauf vor dem Arbeitsfahrzeug erfasst wird. Mittels einer Software zur Bildauswertung kann nicht nur eine Abweichung vom geraden Schienenverlauf erkannt werden, sondern auch, ob die entsprechende Kurve nach rechts oder nach links verläuft und wie stark sie gekrümmt ist.
Anstelle einer Kamera sind andere Sensoren aus der Praxis bekannt, wie z.B. Radarsensoren. Beide beschriebenen Sensortypen arbeiten berührungslos und insofern verschleißfrei. Alternativ dazu kann auch mittels Tastrollen oder ähnlicher mechanischer Elemente die Ausrichtung des Arbeitsfahrzeugs in Bezug auf den Schienenverlauf erfasst werden.
Anhand der Sensordaten kann der Aktor in der Weise angesteuert werden, dass die Achse mittels des Aktors unterschiedlich weit aus ihrer Zentrierstellung ausgelenkt wird, nämlich jeweils optimal an den jeweiligen Kurvenradius angepasst.
Anhand von Positionsdaten kann der Aktor angesteuert werden, da der Gleisverlauf bekannt ist. Beispielsweise anhand eines Wegstreckenzählers oder anhand von GPS-Daten kann in Anpassung an den jeweiligen Gleisverlauf der Aktor die Achse so weit aus ihrer Zentrierstellung auslenken, dass sie ebenfalls, wie bereits oben erwähnt, optimal an den jeweiligen Kurvenradius angepasst ausgerichtet ist.
In einer technisch besonders einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Aktor mittels der Steuerung nicht individuell an den jeweiligen Kurvenverlauf angepasst die Achse aus ihrer Zentrierstellung auslenkt, sondern dass vielmehr der Aktor aufgrund dreier unterschiedlicher Steuerungssignale der Steuerung in lediglich drei unterschiedliche Stellungen bewegt wird: beispielsweise in eine erste, mittlere Stellung für die Geradeausfahrt, in eine zweite Stellung für Rechtskurven, und in eine dritte Stellung für Linkskurven.
Oder es kann vorgesehen sein, dass der Aktor lediglich zwei unterschiedliche Stellungen einnehmen kann, nämlich eine erste Stellung für die Geradeausfahrt und eine zweite Stellung für die Kurvenfahrt. Dieser Fall kann nämlich vorgesehen sein, wenn bei einer Kurvenfahrt stets nur der Aktor am kurveninneren oder der Aktor am kurvenäußeren Rad betätigt wird, um die Auslenkung der Achse aus ihrer Zentrierstellung zu bewirken. Auch in diesem Fall gibt die Steuerung dementsprechend drei Steuersignale ab, allerdings steuert sie bei den Kurvenfahrten jeweils nur einen der zwei vorhandenen Aktoren an.
Bei dieser besonders einfachen Ausgestaltung, bei der vermieden wird, dass die Steuerung eine Vielzahl unterschiedlicher Steuersignale an den oder die Aktoren aussenden muss, geht der vorliegende Vorschlag davon aus, dass die mittels des Aktors erzielbare Kurvenstellung der Achse dem tatsächlichen Gleisverlauf besser angepasst ist als die unterschiedlichen in der Praxis sich automatisch einstellenden Auslenkungen der lediglich passiv gelenkten Achse. Die nachteiligen Auswirkungen wie zum Beispiel das Radieren der Räder auf den Schienen, der dadurch bedingte Verschleiß und die damit verbundenen Lärmemissionen werden auf diese Weise nicht vollständig eliminiert, können aber auf niedrige, in der Praxis unkritische Werte reduziert werden.

Durch den Aktor bzw. Lenker, der zum aktiven Auslenken der Achse vorgesehen ist, ist notwendigerweise eine Kopplung zwischen einerseits einem Fahrzeugrahmen oder einem daran befestigten, unbeweglichen, als Fahrzeugaufbau bezeichneten Element und andererseits der Achse oder einem mit daran befestigten, gegenüber dem Fahrzeugrahmen beweglichen Element gegeben. Auch in dieser Hinsicht unterscheidet sich ein schienengebundenes Arbeitsfahrzeug von den eingangs erwähnten anderen Schienenfahrzeugen wie z.B. Personenfahrzeugen: beispielsweise bei den Personenfahrzeugen ist es üblich, aus Gründen des Fahrkomforts eine zweistufige Federung zu verwirklichen. Dabei sind die Räder innerhalb eines Drehgestells gefedert, und das Drehgestell seinerseits ist wiederum gegenüber dem Fahrzeugrahmen bzw. Wagenkasten gefedert. Auf diese Weise wird eine möglichst weitgehende Entkopplung der Räder von dem Wagenkasten und den darin angeordneten Passagiersitzen erreicht. Für das Arbeitsfahrzeug ist eine Einbuße dieser möglichst weitgehenden Entkopplung unkritisch, und ohnehin sind die Arbeitsfahrzeuge üblicherweise lediglich einstufig gefedert.
Es können verschiedene Eigenschaften in die Aktoren integriert werden:

Pulsende Erregung
Permanente Erregung
Begrenzung der Aktorenkraft
Integrierung einer Dämpfung
Integrierte Wegaufnehmer

Die Aktoren können auf unterschiedliche Arten angesteuert werden:

GPS- Sensor und / oder hinterlegte Datenbank
Sensoren, die Gleiszustand mittelbar oder unmittelbar aufnehmen:
- ∘ Mechanischer Aufnehmer (Laufrolle)
- ∘ Berührungsloser Aufnehmer, z. B. Kamera mit Bilderkennung oder Radar.
Manuell auf Anforderung des Fahrers

Bei der Umsetzung können verschiedene Aktoren eingesetzt werden

Elektrisch angetrieben
- ∘ Elektromotorisch über Zahnstange / Spindel
- ∘ Linearantrieb
Hydraulisch angetrieben
- ∘ Hydraulikzylinder
- ∘ Drehantrieb
Pneumatisch angetrieben
- ∘ Pneumatikzylinder
- ∘ Drehantrieb

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der rein schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht auf ein schienengebundenes, zweiachsiges Arbeitsfahrzeug,
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht auf einen vom übrigen Arbeitsfahrzeug gelösten Ausschnitt des Fahrwerks des Arbeitsfahrzeugs von Fig. 1, wobei dieser Ausschnitt den Bereich eines Fahrwerkszeigt, und
Fig. 3: eine Seitenansicht auf dieses Fahrwerk im eingebauten Zustand am Arbeitsfahrzeug.

In Fig. 1 ist ein schienengebundenes, zweiachsiges Arbeitsfahrzeug 1 dargestellt, welches ein Chassis bzw. einen Rahmen 2, einen Aufbau 3 auf dem Rahmen 2 und zwei Fahrwerke4 unterhalb des Rahmens 2 aufweist. Der Aufbau 3 weist einerseits eine Fahrerkabine 5 und andererseits einen Kran 6 auf. Das Arbeitsfahrzeug 1 steht auf einem Gleis 7, wobei jeweils ein Laufrad 8 eines Fahrwerks 4 auf einer Schiene 9 des Gleises 7 aufsteht.
Fig. 2 zeigt das Fahrwerk 4. Es weist zwischen den Laufrädern 8 ein Radsatz-Getriebe 11 auf, welches zum Antrieb einer Achse 12 des Fahrwerks 4 dient, wobei der eigentliche Achskörper in der Zeichnung nicht direkt ersichtlich, aber bei 12 angedeutet ist. Die beiden Enden der Achse 12 sind durch eine Schwinge 14 geführt, welche eine Traverse 15 aufweist. Die Traverse 15 verläuft parallel zur Achse 12 und trägt an ihren beiden Enden jeweils einen Schwingenarm 16, welcher sich in Richtung der Achse 12 erstreckt.
Vor dem Radsatz-Getriebe 11 ist ein Lager 17 ersichtlich, unterhalb dessen und parallel dazu ein zweites, gleichartiges Lager verläuft. Von diesem unteren Lager aus erstreckt sich eine Zug-Druck-Stange 18 nach vorn, wo sie mittig an den Rahmen 2 oder den Aufbau 3 anschließt, also an den ungefederten Teil des Arbeitsfahrzeugs 1, beispielsweise über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Konsole.
Das obere, aus Fig. 2 ersichtliche Lager 17 dient zur Lagerung einer aufrecht verlaufenden Drehmomentstütze 19, wobei die Zug-Druck-Stange 18 und diese aufrechte Drehmomentstütze 19 zur Abstützung der Schwinge 14 dienen. Auch die aufrechte Drehmomentstütze 19 erstreckt sich mittig unter den ungefederten Teil des Arbeitsfahrzeugs 1. Daher ist die Schwinge 14 sowohl über die Zug-Druck-Stange 18 als auch über die Drehmomentstütze 19 mittig an diesem ungefederten Teil des Arbeitsfahrzeugs 1 abgestützt und ermöglicht dementsprechend geringe Pendelbewegungen des Fahrwerks 4, die letztlich einen Sinuslauf der Laufräder 8 auf den Schienen 9 zulassen.
Die aufrechte Drehmomentstütze 19 bildet eine Öffnung 20, durch welche sich eine liegend ausgerichtete Drehmomentstütze 21 erstreckt, die einerseits am Radsatz-Getriebe 11 angelenkt ist und sich andererseits an dem ungefederten Teil des Arbeitsfahrzeugs 1 mittig abstützt.
Sämtliche Fahrwerkskomponenten, die in Fig. 2 dargestellt sind, sind also ausschließlich nahe der Mittelachse des Arbeitsfahrzeugs 1 an dessen Rahmen 2 oder an dessen Aufbau 3 abgestützt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die aufrechte Drehmomentstütze 19 der Schwinge 14 ein Bauteil auf, welches einteilig ausgestaltet ist und die Öffnung 20 umrahmt. Abweichend dazu könnte die aufrechte Drehmomentstütze 19 zwei separate Streben aufweisen, die zwischen sich einen Abstand lassen, welcher als Öffnung 20 dient und es ermöglicht, die liegende Drehmomentstütze 21 des Getriebes 11 durch diese Öffnung 20 hindurchzuführen.
Weiterhin könnte in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels die Öffnung 20 in der liegenden Drehmomentstütze 21 des Getriebes 11 verwirklicht sein, so dass in einem solchen Fall die aufrechte Drehmomentstütze 19 nicht die dargestellte Öffnung 20 aufweisen müsste, sondern vielmehr selbst durch die Öffnung der liegenden Drehmomentstütze 21 geführt würde.
Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung des in Fig. 2 dargestellten Fahrwerks 4 im Wesentlichen bekannten Konstruktionen, so dass darauf nicht näher im Einzelnen eingegangen werden muss. Rein beispielhaft wird auf zwischen den Laufrädern 8 und dem Radsatz-Getriebe 11 angeordnete Bremsscheiben 22 hingewiesen, sowie auf eine Schakenaufhängung 23 der Laufräder 8 und auf Radsatzlager 24 an den Enden der Achse 12.
Der Anschluss der Drehmomentstützen 19 und 21 sowie der Zug-Druck-Stange 18 an den Rahmen 2 bzw. an den Aufbau 3 erfolgt dabei über Anschlussplatten 25. Bevorzugt erfolgt der Anschluss nicht an den Aufbau 3 des Arbeitsfahrzeugs 1, sondern vielmehr an dessen Rahmen 2. Hierdurch können unter Verwendung gleicher oder ähnlicher Rahmen 2 sowie unterschiedlicher Aufbauten 3 sehr unterschiedliche Arbeitsfahrzeuge 1 geschaffen werden.
Durch die Schakenaufhängungen 23 sind die Laufräder 8 und dementsprechend das gesamte Fahrwerk 4 derart beweglich, dass es einem Kurvenverlauf der Schienen 9 folgen kann. Dabei führt das Fahrwerk 4 eine Lenkbewegung aus, bei welcher es um einen gewissen Lenkwinkel um seine Hochachse aus seiner Zentrierstellung ausgelenkt wird. Diese Bewegungen des Fahrwerks 4 werden durch liegend angeordnete Stoßdämpfer 26 gedämpft, so dass unkontrollierte Flatterbewegungen vermieden werden.
Insbesondere aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass eine Längenänderung eines Stoßdämpfers 26 das zugehörige Laufrad 8 in Längsrichtung des Arbeitsfahrzeugs 1 verlagert und somit eine Lenkbewegung der Achse 12 bewirkt, sofern der gegenüberliegende Stoßdämpfer 26 nicht gleichzeitig dieselbe, gleichsinnige Längenänderung ausführt. Der Stoßdämpfer 26 wirkt nämlich mit seinem einen Ende mittelbar auf einen Schwingenarm 16 ein, so dass durch eine Längenänderung des Stoßdämpfers 26 die Schwinge 14 in Art einer Lenkbewegung bewegt wird.
Eine Beweglichkeit des Fahrwerks 4 in aufrechter Richtung ist durch eine einstufige Federung in Form von Schraubenfedern 27 ebenfalls möglich. Auch diese Bewegungen der Achse 12 werden gedämpft: hierzu sind aufrecht angeordnete Stoßdämpfer vorgesehen, die zur Unterscheidung von den liegend angeordneten Stoßdämpfern 26 als Vertikaldämpfer 28 bezeichnet sind. Eine Wiegezelle 29 ist als Bestandteil einer lastabhängigen Bremse des Arbeitsfahrzeugs 1 vorgesehen. Über diese Wiegezelle 29 wird der Beladungszustand des Fahrzeuges erfasst und der jeweilige Bremsdruck eingestellt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stoßdämpfer 26 auf beiden Seiten des Fahrwerks 4 jeweils nicht nur als passive Elemente ausgestaltet, die aufgrund der äußeren Kräfte zu einer geringeren wirksamen Länge zusammengeschoben oder zu einer größeren wirksamen Länge auseinandergezogen werden. Vielmehr weisen die Stoßdämpfer 26 jeweils einen Aktor auf, der im Gehäuse des Stoßdämpfers 26 angeordnet ist und als aktives Bauteil eine vorbestimmte Längenänderung des Stoßdämpfers 26 bewirken kann. Dementsprechend kann durch die Längenänderung eines einzigen Stoßdämpfers 26, oder durch eine gegenläufige Längenänderung beider Stoßdämpfer 26, das Fahrwerk 4 auf einen vorbestimmten Lenkwinkel eingestellt werden. Die Ansteuerung der Aktoren erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drahtgebunden mittels einer Steuerung, die in der Fahrerkabine 5 angeordnet ist.
Dabei stützt sich der Stoßdämpfer 26 "ortsfest", nämlich in Bezug auf den Rahmen 2, mit seinem in Fig. 3 rechten Ende ab. Dieses ortsfeste Ende ist an einer Rahmenkonsole 30 festgelegt, die ihrerseits an einem sogenannten Schwert befestigt ist, welches an einem Längsträger des Rahmens 2 nach unten ragend fixiert ist, beispielsweise angeschweißt oder angeschraubt ist. Mit seinem gegenüberliegenden "beweglichen" Ende, in Fig. 3 links, ist der Stoßdämpfer 26 in einer Achskonsole 31 aufgenommen. Mittels des Aktors kann der Stoßdämpfer 26 ein- bzw. ausgefahren werden. Diese Bewegung wird über die Achskonsole 31 auf ein Achslagergehäuse 32 übertragen, in welchem die Achse 12 gelagert ist. Im Ergebnis kann durch den Stoßdämpfer 26 ein Ende der Achse 12 vor oder zurück bewegt werden und so die Achse 12 um ihre Hochachse geschwenkt werden und eine Lenkbewegung ausführen.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Aktor auch außerhalb eines Stoßdämpfers 26 angeordnet sein. Insbesondere kann ein Aktor abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch von einem Stoßdämpfer 26 entfernt angeordnet sein und auf andere Bauelemente einwirken, beispielsweise - und jeweils im Abstand von der Mittelachse des Arbeitsfahrzeugs 1 - unmittelbar auf den Schwingenarm 16 oder die Traverse 15 der Schwinge 14, oder unmittelbar auf die Achse 12. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Aktor durch seine Integration in einen Stoßdämpfer 26 so weit wie möglich entfernt von der Mittelachse des Arbeitsfahrzeugs 1 auf das Fahrwerk 4 ein, was die Auslenkung des Fahrwerks 4 mit möglichst geringen Lenkkräften und somit eine möglichst geringe Materialbelastung der an der Lenkbewegung beteiligten Bauteile ermöglicht.

Bezugszeichen:

1: Arbeitsfahrzeug
2: Rahmen
3: Aufbau
4: Fahrwerk
5: Fahrerkabine
6: Kran
7: Gleis
8: Laufrad
9: Schiene
10: Fahrwerk
11: Radsatz-Getriebe
12: Achse
14: Schwinge
15: Traverse
16: Schwingenarm
17: Lager
18: Zug-Druck-Stange
19: Aufrechte Drehmomentstütze
20: Öffnung
21: Liegende Drehmomentstütze
22: Bremsscheibe
23: Schakenaufhängung
24: Radsatzlager
25: Anschlussplatte
26: Stoßdämpfer
27: Schraubenfeder
28: Vertikaldämpfer
29: Wiegezelle
30: Rahmenkonsole
31: Achskonsole
32: Achslagergehäuse

Claims

Schienengebundenes, zweiachsiges Arbeitsfahrzeug (1), mit einem Rahmen (2) und einem Aufbau (3),
und mit einem Fahrwerk (4), welches zwei um eine gemeinsame Drehachse drehbare Laufräder (8) aufweist, wobei das Fahrwerk (4) um eine Hochachse schwenkbar gelagert ist,
derart, dass das Fahrwerk (4) samt Laufrädern (8) bei einer Kurvenfahrt des Arbeitsfahrzeugs (1) dem Verlauf der Schienen (9) folgend in einem Lenkwinkel um die Hochachse schwenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
• dass ein Aktor mit dem Fahrwerk (4) wirksam in der Art verbunden ist, dass durch unterschiedliche Bewegungen des Aktors das Fahrwerk (4) in unterschiedliche Stellungen um seine Hochachse schwenkbar ist,

• und dass eine den Aktor ansteuernde Steuerung vorgesehen ist, die mit dem Aktor signalübertragungswirksam verbunden ist, derart, dass aufgrund von an den Aktor übermittelten Steuersignalen der Steuerung eine Bewegung des Aktors und somit die Lenkstellung des Fahrwerks (4) steuerbar ist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fahrwerk (4) in einer Schakenaufhängung (23) aufgehängt ist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
eine das Fahrwerk (4) führende Schwinge (14),
die mittig am Rahmen (2) oder am Aufbau (3) des Arbeitsfahrzeugs (1) abgestützt ist,
und eine parallel zum Fahrwerk (4) verlaufende Traverse (15) aufweist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwinge (14) in ihrem mittleren Bereich über eine liegend angeordnete Zug-Druck-Stange (18) am Rahmen (2) oder am Aufbau (3) des Arbeitsfahrzeugs (1) abgestützt ist,
und in ihrem mittleren Bereich über eine aufrecht angeordnete Drehmomentstütze (19) am Rahmen (2) oder am Aufbau (3) des Arbeitsfahrzeugs (1) abgestützt ist,
und dass ein Radsatz-Getriebe (11) zwischen den beiden Laufrädern (8) angeordnet ist, welches eine Antriebskraft auf das Fahrwerk (4) überträgt,
wobei eine liegend angeordnete Drehmomentstütze (21) des Radsatz-Getriebes (11) mittig am Rahmen (2) oder am Aufbau (3) des Arbeitsfahrzeugs (1) abgestützt ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Aktor an ein mittig angeordnetes Führungselement des Fahrwerks (4) und je nach Betätigungsrichtung des Aktors eine Schwenkbewegung des Fahrwerks (4) um seine Hochachse bewirkend angeschlossen ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Aktor außermittig, zur Hochachse des Fahrwerks (4) versetzt, unmittelbar an einen Achskörper (12) des Fahrwerks (4) und je nach Betätigungsrichtung des Aktors eine Schwenkbewegung des Fahrwerks (4) um seine Hochachse bewirkend angeschlossen ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor einen elektrischen Antriebsmotor aufweist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor als Spindeltrieb oder als Zahnstangenantrieb ausgestaltet ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf beiden Seiten des Fahrwerks (4), also jedem der beiden Laufräder (8) zugeordnet, jeweils ein Aktor angeordnet ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausgehend von einer vorgegebenen Konstruktion der Achsaufhängung ein ohnehin vorgesehenes Bauelement dieser Achsaufhängung zusätzlich einen Aktor aufweist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor an oder in einem Stoßdämpfer (26) der Achsaufhängung angeordnet ist, derart, dass die Länge des Stoßdämpfers (26) mittels des Aktors einstellbar ist.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Achsaufhängung als Schakenaufhängung (23) ausgestaltet ist,
wobei der Stoßdämpfer (26) liegend und in Längsrichtung des Arbeitsfahrzeugs (1) ausgerichtet ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung einen die Ausrichtung des Arbeitsfahrzeugs (1) zum Gleis (7) oder zu einer Schiene (9) erfassenden Sensor aufweist,
wobei die Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie anhand der empfangenen Sensordaten Steuersignale an den Aktor aussendet, welche eine Bewegung des Aktors bewirken.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung mit einem Empfänger für Positionsdaten verbunden ist,
und dass der Verlauf des Gleises (7) in einem Datenspeicher abgespeichert ist,
wobei die Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie anhand der empfangenen Positionsdaten Steuersignale an den Aktor aussendet, welche eine Bewegung des Aktors bewirken.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie unter Vermeidung einer Vielzahl unterschiedlicher Steuersignale, die unterschiedlichen Kurvenradien zugeordnet sind, lediglich ein Steuersignal für eine rechte oder ein Steuersignal für eine linke Kurvenfahrt an einen Aktor aussendet, sowie ein Rückstellsignal für die Geradeausfahrt.
Arbeitsfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rahmen (2) oder Aufbau (3) des Arbeitsfahrzeugs (1) über eine einstufige Federung gegen das Fahrwerk (4) abgestützt ist.