WO1998015444A1 - Einschienen-fahrzeug - Google Patents

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WO1998015444A1
WO1998015444A1 PCT/CH1997/000371 CH9700371W WO9815444A1 WO 1998015444 A1 WO1998015444 A1 WO 1998015444A1 CH 9700371 W CH9700371 W CH 9700371W WO 9815444 A1 WO9815444 A1 WO 9815444A1
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WO
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wheel
axle
wheels
vehicle according
steering
Prior art date
Application number
PCT/CH1997/000371
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hansjörg Huber
Erwin A. Zurfluh
Original Assignee
Huber Hansjoerg
Zurfluh Erwin A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huber Hansjoerg, Zurfluh Erwin A filed Critical Huber Hansjoerg
Priority to EP97941771A priority Critical patent/EP0862527A1/de
Publication of WO1998015444A1 publication Critical patent/WO1998015444A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D17/00—Means on vehicles for adjusting camber, castor, or toe-in
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/04—Monorail systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/26—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted mechanical, e.g. by a non-load-bearing guide
    • B62D1/265—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted mechanical, e.g. by a non-load-bearing guide especially adapted for guiding road vehicles carrying loads or passengers, e.g. in urban networks for public transportation

Definitions

  • the invention relates to a monorail vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a monorail vehicle of the generic type is known.
  • wheels designed as tire wheels are attached to downward-facing U-shaped turntable frames provided below the vehicle body.
  • guide wheels are articulated on the turntable frame, each of which is acted upon by a prestressed pressure element.
  • the vehicles run on a double-T rail, the profile sections of which form both flat running rails and guide rails.
  • the guide wheels are pressed onto the guide rails via their pressure elements. In this way, the turntable should adopt an alignment that corresponds to the current course of the guide rail.
  • the known vehicle is only suitable for driving speeds in a modest range. If such vehicles are to run at speeds above about 50 km / h, this instability is evident, for example, in a tendency to lurch when driving straight ahead.
  • the guide wheels are subject to an additional load resulting from the transfer of the influence of the centrifugal force.
  • the driving wear is therefore particularly pronounced at higher speeds on. Both driving safety and comfort when used for passenger transport are insufficient.
  • the object of the invention is now to provide a monorail vehicle which, by means of impeller steering, offers the required high level of safety for operation at higher speeds, avoids impairment in comfort and leads to a substantial reduction in wear-related maintenance costs.
  • the object according to the invention is achieved by the measures according to claim 1.
  • the steered wheels in the monorail vehicle according to the invention have a wheel geometry that is matched to its intended direction of travel, this has an inherently stable running or steering behavior.
  • the rail vehicle is controlled by means of deflections of the front wheels generated by the steering devices. Guide wheels are therefore unnecessary.
  • Intrinsic stability and active steering significantly reduce wear on the wheels.
  • the wheel geometry of the wheels can be changed in pairs in accordance with the direction of travel, which enables operation in the opposite direction of travel on the same route with the same advantages with regard to inherent stability. Further properties and advantages result from the following description of the invention using an exemplary embodiment with reference to the drawing. Show it:
  • Figure 1 shows the top vehicle of a train composition in side view, with the side panel partially broken away;
  • FIG. 2 schematically shows a top view illustrating the undercarriage of a single vehicle
  • Fig. 3 is an enlarged view of the suspension of a
  • FIG. 4 shows the wheel suspension according to FIG. 3 in a side view
  • Fig. 6 is an enlarged view of the front axle of Fig. 2;
  • FIG. 7 shows an enlarged illustration of the rear axle according to FIG. 2.
  • Fig. 8 is a diagram of the steering control. 1 and 2, a stationary structure 2 is shown, which forms a single rail.
  • the supporting structure 2 has the shape of a double-T profile with transverse flanges 4 and 6 projecting horizontally laterally on both sides.
  • ferometallic guide elements 10 and 12 run thereon (FIG 3), which are endless and formed by angle rails.
  • the second vehicle 100 ' is connected to the vehicle 100 via a releasable coupling member 108 to form the train composition. Accordingly, a bellows 110 is provided between the vehicles 100 and 100 ', which surrounds a passage (not shown) between the passenger compartments thereof.
  • the undercarriage 120 of one of the vehicles 100 and 100 ' is explained in more detail below with reference to FIGS. 3-7.
  • Independent suspension is implemented for all the wheels 122 of the chassis 120.
  • Each wheel 122 is movably suspended by means of two wishbones 132 and 134 of a trapezoidal suspension 130 (FIGS. 3 and 4) which are arranged one above the other and are triangular in plan, on outer, parallel axle rods 136 and 138, respectively.
  • Both axle rods are supported between two columns 140 rigidly fastened to the floor 106 and directed obliquely downwards. While the lower wishbone 132 on the axle rod 136 can only be pivoted, the upper wishbone 134 on the axle rod 138 is additionally longitudinally displaceable. A hydraulic cylinder / piston unit 142 fastened to one of the columns 140 and arranged parallel to the axle rod 138 is operatively connected to the upper wishbone 134 in order to bring about a longitudinal displacement or to hold the latter in a certain longitudinal position. The influence of these parts, which form a positioning device 128, will be discussed later.
  • the lower wishbone 132 is supported by a telescopic spring strut 144 (FIG. 3), which has not shown suspension and vibration damping elements, on a box beam 112 provided on the bottom 106.
  • a cylindrical drive box 152 which in addition to a wheel bearing contains an electric drive motor, a gearbox and a brake (all not shown) for the impeller 122, two diametrically opposed stub ends 154 and 156 are rigidly attached, which together with the drive box an axle bolt Define 150 for this impeller.
  • Ball joints 158 Via connected to the two stub ends 154 and 156, Ball joints 158 shown schematically, the wishbones 132 and 134 are non-positively connected.
  • a bow-shaped steering lever 160 is rigidly connected to the axle pin 150 of the impeller 122 via the upper of the two journal ends 154.
  • Each steering device comprises the steering levers 160 of the two wheels 122 belonging to the respective wheel axle or their axle bolts 150.
  • the steering levers 160 are connected to one another by a tie rod, generally designated 172.
  • the tie rod 172 includes two rod parts 174 connected to a steering lever 160 via universal joints 161 and a steering column 176 which is articulated to the steering rod and acts as a transmission element and which is designed as a one-armed lever and is pivotably fastened approximately centrally to the bottom 106.
  • the sensors 196 and the feeler rollers 198 are at the leading free end 195 'of the two feeler levers 194 held directly adjacent to the guide member 10 and 12, respectively.
  • the corresponding parts at the opposite, trailing end 195 "of the two feeler levers 194 are pivoted away from the guide members 10 and 12 and, as will be explained below, are ineffective.
  • the adjustment arrangement 188 comprises a threaded sleeve 212 which is rotatably mounted in a housing 210 and into which opposing threads 214, attached to rods 192, engage with an opposite pitch.
  • An electric motor 218 is operatively connected to the threaded sleeve 212 via a worm gear 216.
  • all distance sensors 196 of a steering device 170 are connected to a control device 230 which is also associated therewith.
  • a common switching device 224 the two-pole on / off switch
  • the electric motor 218 of the adjustment arrangement 188 is also connected to the control device 230, as indicated by the conductor 236.
  • two valve blocks 240 and 242 are connected to the control device 230 via schematically illustrated conductors 244 and 246, respectively.
  • the valve block 240 controls the cylinder-piston unit 180 of the steering device 170, while the valve block 242 in turn controls the two cylinder-piston units 142 of the positioning device 128 belonging to the corresponding axis 124 or 126.
  • Both valve blocks can e.g. include electromagnetically actuated control valves.
  • the feelers 190 are effective with the distance sensors 196 leading in the direction of the arrow 102 at the ends 195 'of the feeler 194. On the one hand, these are positioned for the contactless, electromagnetic scanning of the guide elements 10 and 12, and on the other hand, their signals reach the control device via their on / off switch 226 230.
  • the control device 230 is able in a known manner to generate corresponding steering signals and to bring about or maintain corresponding positions of the steering column 176 and ultimately the wheels 122 via the valve block 240 on the cylinder-piston unit 180 of the steering device 170.
  • the caster mediated by the positioning devices 128 for all the wheels 122 is also dependent on the direction of travel.
  • 5b and c show the displacement positions of the upper control arm 134 corresponding to the directions of travel along the axle rod 138 in relation to the fixed position of the lower control arm 132 in the longitudinal direction of the vehicle.
  • Dashed projection lines 123 refer to the neutral position of the impeller 122 according to FIG. 5a with a vertical axle bolt 150, which is shown in FIG. 4 by the position of the axis 151.
  • the axle positions 151 'and 151 "represent the positions of the steering knuckle 150 at positions of the wishbone 134 according to FIGS. 5b and 5c. With d1 in FIG.
  • the maximum displacement of the wishbone 134 on the axle rod 138 acts as a limitation for the overall possible displacement the control device 230 by means of the valve block 242 a change in the dimension d1 is generated within the given limit while driving and as a function of the driving speed.
  • the lane setting depends on the direction of travel such that toe-in e1 results on the driven wheels 122.
  • the angular position of the rod parts 174 with respect to an imaginary connecting straight line between the universal joints 161 is responsible for this, as well as for its extent, which is also adjustable during the journey.
  • the positioning device 128 thus completely determines the wheel geometry, insofar as this is adjustable or convertible.
  • control device 230 All of the aforementioned settings that are important for driving operation can be made via the control device 230, at least in part by appropriate programming. While in the present case the control device 230 is shown and described in connection with only one wheel axle, in reality all wheel axles of at least one vehicle are controlled by a common control device.
  • the change in the direction of travel as well as the adjustment in driving operation, both the toe-in and the caster, are carried out jointly, at least for the wheels 122 of a wheel axle 124 or 126.
  • the changeover can take place manually or automatically from the control device.
  • the adjustment mentioned automatically trigger the control device 230 can be fed tachometer and load values in a generally known manner, not shown.
  • the course of the route is determined in a contactless manner by means of the distance sensors 198 of the steering devices 170 of all the wheel axles, which travel in the direction of travel. Changes in the distance between the distance sensors and the guide elements 10 and 12 generate signals corresponding to the size and the sign after this change at the control device 230. Accordingly, the control device 230 generates steering signals which are transmitted via the
  • the steering device 170 has an emergency running configuration that takes effect automatically if the steering of the wheels 122 via the steering device or the cylinder-piston unit 180 fails.
  • the changes in the course of the route can be detected by the feeler rollers 198 of the feeler elements 190 in cooperation with the guide elements 10 and 12 designed as rails.
  • Corresponding deflections of the feeler levers 194 are transmitted to the steering column 176 via the rods 194 and the adjustment arrangement 188.
  • the emergency running configuration is able to apply the steering forces necessary for the steering of the wheels 122.
  • a failsafe device (not shown) can cause the cylinder-piston unit 180 to be depressurized and that by rotating the threaded sleeve 212 of the adjustment arrangement 188 the two sensing elements 190 bring the sensing rollers 198 of the leading side 195 'into contact with the guiding elements 10 and 12, respectively. Thanks to the inherently stable steering behavior of the vehicle, it is possible for the vehicle, even if at a reduced speed, e.g. move to a station and clear the route for other vehicles.
  • cylinder-piston units 142 and 180 are actuated with a hydraulic pressure medium.
  • pneumatic actuation can be provided instead.
  • electrical units To replace servomotors so that a pressure medium could be dispensed with at all.
  • non-contact scanning instead of an electromagnetic scanning
  • scanning by means of corresponding ultrasound sensors can be provided in order to generate the necessary steering input signals for the control device 230.
  • the scanning can also be done exclusively mechanically, i.e. not contact-free, take place, an arrangement with tracer rollers and rails serving as guide elements is appropriate.
  • Such an application is particularly suitable for transport systems with speeds of 50-60 km / h.
  • hydraulic, pneumatic or electrical power transmission to the tie rods of the pairs of wheels can be provided.
  • the running wheels are supported within the axle rods and wishbones in a mutually facing position, which leads to an advantageous, relatively narrow track or permits a narrow and elegant supporting structure.
  • the roadways are in a corresponding position, however, it is alternatively possible to arrange the wheels outside of these parts in a mutually opposite position.
  • the impellers are directed outwards and face the adjacent fairing apron 116.
  • the control device can automatically take account of such an operating mode for adapting the toe-in setting of the non-driven impellers. In applications with a lower power requirement of a vehicle according to the invention or with a corresponding, in particular slope-free route, only a part of the wheels can be designed to be drivable.
  • a single steering device per vehicle can only be assigned to the front wheel axle of the same.
  • the steering movements of the steering column of the front wheel axle can then be mapped to that of the rear steering axle by means of suitable transmission means.
  • the vehicle with only the front wheel axle as a steered one.
  • an adjustable wheel geometry can be dispensed with, at least for the wheels of the unguided wheel axle. In both cases, there is no need to change the wheel geometry, if any, since only one direction of travel is available for reasons of steering.
  • a common suspension on a so-called rigid axle can also be considered.
  • the vehicle according to the invention can also be used on a monorail. Of course, vehicles according to the invention can also be operated individually.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einschienen-Fahrzeug, mit mehrere Radachsen bildende Paare von Laufrädern (122), die an einem Fahrzeugkasten (106) abgestützt und mindestens zum Teil einzeln angetrieben sind, wobei die Laufräder (122) über Achsbolzen lenkbar abgestützt sind, und wobei eine, am Fahrzeugkasten vorgesehene Lenkvorrichtung, welche zum in Fahrtrichtung vorlaufenden Zusammenwirken mit einem stationären Leitorgan bestimmt ist, die Achsbolzen der Laufräder mindestens der vorderen Radachse gelenkig miteinander verbinden, welche eine der Fahrtrichtung entsprechende Einstellung der Rad-Geometrie bezüglich Nachlauf aufweisen.

Description

EINSCHIENEN-FAHRZEUG
Die Erfindung betrifft ein Einschienen-Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE-OS 28 07 984 ist ein Einschienen-Fahrzeug der gattungsgemässen Art bekannt. Bei diesem Fahrzeug sind als Pneuräder ausgebildete Laufräder an nach unten gerichteten U-förmigen, unterhalb der Fahrzeugkasten vorgesehenen Drehschemelrahmen angebracht. Überdies sind an den Drehschemel- rahmen Führungsräder angelenkt, auf welche je ein vorgespanntes Druckelement einwirkt. Die Fahrzeuge verkehren auf einer Doppel-T-Schiene, deren Profil-Abschnitte unmittelbar sowohl ebenflächige Laufschienen wie auch Führungsschienen bilden. Über ihre Druckelemente werden die Führungsräder an die Führungsschienen angepresst. Der Drehschemel soll in dieser Weise eine dem momentanen Verlauf der Führungsschiene entsprechende Ausrichtung übernehmen.
Das bekannte Fahrzeug eignet sich infolge des bekannten, grundsätzlich instabilen Lenkverhaltens von nicht unmittelbar spurgeführten Laufrädern nur für Fahrgeschwindigkeiten in einem bescheidenen Bereich. Sollen solche Fahrzeuge bei Geschwindigkeiten über etwa 50 km/h verkehren, so zeigt sich diese Instabilität z.B. in einer Schlingertendenz bei Geradeausfahrt. Bei Kurvenfahrt unterliegen die Führungsräder einer Zusatzbeanspruchung, die aus der Übertragung des Einflusses der Zentrifugalkraft resultieren. Der Fahr- Verschleiss tritt deshalb bei höheren Geschwindigkeiten besonders ausgeprägt auf. Sowohl die Fahrsicherheit wie auch der Komfort bei Anwendung für Personentransport sind ungenügend.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Einschienen-Fahrzeuges, das durch Laufradlenkung für den Betrieb bei höheren Geschwindigkeiten die geforderte hohe Sicherheit bietet, eine Komfortbeeinträchtigung vermeidet und zu einer wesentlichen Verminderung von verschleissbedingten Unterhaltskosten führt.
Die Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe erfolgt durch die Massnahmen nach Anspruch 1.
Da beim erfindungsgemässen Einschienen-Fahrzeug die gelenkten Laufräder eine auf dessen vorgesehene Fahrtrichtung abgestimmte Radgeometrie haben, weist dieses ein eigenstabiles Lauf- bzw. Lenkverhalten auf. Bei der Kurvenfahrt wird das Schienenfahrzeug vermittels von den Lenkvorrichtungen erzeugten Ausschlägen der vorderen Laufräder gesteuert. Führungräder sind somit unnötig. Eigenstabilität und aktive Lenkung setzen den Verschleiss an den Laufrädern wesentlich herab.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Fahrzeuges ist die Radgeometrie der Laufräder entsprechend der Fahrtrichtung paarweise umstellbar, womit der Betrieb in entgegengesetzter Fahrtrichtung auf der gleichen Strecke mit den gleichen Vorteilen bezüglich Eigenstabilität ermöglicht wird. Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 das Spitzenfahrzeug einer Zugskomposition in Seitenansicht, mit teilweise weggebrochener Seiten-verkleidung;
Fig. 2 schematisch eine das Fahrwerk eines Einzel-Fahrzeuges darstellende Draufsicht;
Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung der Aufhängung eines
Einzelrades im Schnitt entlang Linie lll-lll in Fig. 6;
Fig. 4 die Radaufhängung nach Fig. 3 in Seitenansicht;
Fig. 5a - 5c unterschiedliche Stellungen der Radaufhängung als Schnitte entlang den Linien V- V, bzw. V- V'in Fig. 3;
Fig. 6 eine vergrösserte Darstellung der Vorderachse nach Fig. 2;
Fig. 7 eine vergrösserte Darstellung der Hinterachse nach Fig. 2; und
Fig. 8 ein Schema der Lenksteuerung. In den Fig. 1 und 2 ist ein stationäres Tragwerk 2 dargestellt, das eine einzige Schiene bildet. In bekannter Weise hat das Tragwerk 2 im Querschnitt die Form eines Doppel-T Profiles mit beidseitig seitlich horizontal auskragenden Quer- flanschen 4 und 6. Entlang dem Tragwerk 2 bzw. den Querflanschen 4 verlaufen an diesen befestigte, ferometallische Leitorgane 10 bzw. 12 (Fig. 3), die endlos und durch Winkelprofilschienen gebildet sind.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, verkehren auf der einzigen Schiene zwei, eine Zugskomposition bildende Fahrzeuge 100, 100' die je mit einem zweiachsigen, vier Räder 122 aufweisenden Fahrwerk 120 ausgestattet sind. Je zwei Räder 122 bilden eine gedachte Radachse 124 bzw. 126 und stützen sich jeweils auf entgegengesetzten Querflanschen 6 bzw. auf Fahrbahnen (nicht dargestellt), die auf diesen befestigt sind, ab. Entsprechend der Richtung des die Fahrtrichtung angebenden Pfeils 102 ist die Radgeometrie bezüglich Vorspur bei Radachse 124 als Vorderachse und jene bei Radachse 126 als Hinterachse dargestellt. Das Fahrzeug 100 besitzt einen Fahrzeugkasten 104, der einen Boden 106 sowie über die Räder 122 heruntergezogene Verkleidungsschürzen 116 aufweist. Das zweite Fahrzeug 100' ist mit dem Fahrzeug 100 über ein lösbares Kupplungsorgan 108 zur Bildung der Zugskomposition verbunden. Dementsprechend ist zwischen den Fahrzeugen 100 und 100' ein Faltenbalg 110 vorgesehen, der einen nicht dargestellten Durchgang zwischen den Fahrgasträumen desselben umgibt. Nachfolgend ist das Fahrwerk 120 eines der Fahrzeuge 100 bzw. 100' unter Bezugnahme auf die Fig. 3 - 7 näher erläutert. Für sämtliche Laufräder 122 des Fahrwerkes 120 ist eine Einzelradaufhängung realisiert. Dabei ist jedes Rad 122 mittels zwei übereinander angeordneten, im Grundriss dreieckförmigen Querlenkern 132 und 134 einer Trapezaufhängung 130 (Fig. 3 und 4) an aussenliegenden, untereinander parallelen Achsstangen 136 bzw. 138 beweglich aufgehängt. Beide Achsstangen sind zwischen zwei am Boden 106 starr befestigten, schräg nach abwärts gerichteten Säulen 140 abgestützt. Während der untere Querlenker 132 auf der Achsstange 136 lediglich verschwenkbar ist, ist der obere Querlenker 134 auf der Achsstange 138 zusätzlich längsverschiebbar. Ein an einer der Säulen 140 befestigtes, zur Achsstange 138 parallel angeordnetes, hydraulisches Zylinder-Kolbenaggregat 142 steht mit dem oberen Querlenker 134 in Wirkverbindung, um eine Längsverschiebung oder ein Festhalten des letzteren in einer bestimmten Längsstellung zu bewirken. Auf den Einfluss dieser, eine Positionierungsvorrichtung 128 bildenden, Teile wird später eingegangen. Der untere Querlenker 132 ist über ein Teleskopfederbein 144 (Fig. 3), das nicht dargestellte Federungs-und Schwingungsdämpf-Elemente aufweist, an einen am Boden 106 vorgesehenen Kastenträger 112 abgestützt.
An einem zylindrischen Antriebskasten 152, welcher neben einem Radlager einen elektrischen Antriebsmotor, ein Getriebe sowie eine Bremse (alle nicht dargestellt) für das Laufrad 122 enthält, sind zwei einander diametral gegenüberliegende Zapfenstummel 154 bzw. 156 starr befestigt, die zusammen mit dem Antriebskasten einen Achsbolzen 150 für dieses Laufrad definieren. Über an die beiden Zapfenstummel 154 bzw. 156 angeschlossene, schematisch dargestellte Kugelgelenke 158 sind die Querlenker 132 und 134 kraftschlüssig miteinander verbunden. Ein bügeiförmiger Lenkhebel 160 ist mit dem Achsbolzen 150 des Laufrades 122 über den oberen der beiden Zapfenstummel 154 starr verbunden.
Nunmehr soll der Aufbau der erfindungsgemässen Radlenkung anhand von beispielsweisen Lenkvorrichtungen 170 der beiden Radachsen 124 und 126 und unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 erläutert werden. Jede Lenkvorrichtung umfasst dabei die Lenkhebel 160 der beiden der jeweiligen Radachse angehörenden Laufräder 122 bzw. ihrer Achsbolzen 150. Die Lenkhebel 160 sind untereinander durch eine generell mit 172 bezeichnete Spurstange verbunden. Der Spurstange 172 gehören zwei über Universalgelenke 161 an je einen Lenkhebel 160 angeschlossene Stangenteile 174 sowie ein mit diesem gelenkig verbundener, als Übertragungselement wirksamer Lenkstock 176 an, der als einarmiger Hebel ausgebildet und etwa mittig am Boden 106 verschwenkbar befestigt ist. Am Lenkstock 176 greift ein hydraulisches Zylinder- Kolbenaggregat 180 als Lenkhilfe an, das am Boden 106 schwenkbar aufgehängt ist. Das freie Ende 178 des Lenkstockes 176 trägt, seinerseits gelenkig befestigt, eine Verstellanordnung 188. Mit der Verstellanordnung 188, auf deren Aufbau weiter unten eingegangen werden wird, steht ein Paar von Tastorganen 190 über stangenförmige Glieder 192 in kraftschlüssiger Verbindung. Jedes der Tastorgane 190 umfasst einen am Boden 106 verschwenkbar gelagerten Tasthebel 194, der in der Nachbarschaft seiner beiden Enden 195* und 195" je einen Abstandssensor 196 sowie je eine drehbar gelagerte Tastrolle 198 trägt. Der elektromagnetisch arbeitende Abstandssensor 196 und die Tastrolle 198 sind beide einem der schienenförmigen Leitorgane 10 bzw. 12 zugeordnet.
Wie sich aus der Darstellung von Vorderachse 124 und Hinterachse 126 in den Fig. 6 bzw. 7 ergibt, sind im Bezug auf die Fahrtrichtung, die durch den Pfeil 102 angegeben ist, je die Sensoren 196 bzw. die Tastrollen 198 am vorlaufenden freien Ende 195' der beiden Tasthebel 194 dem Leitorgan 10 bzw. 12 unmittelbar benachbart gehalten. Die entsprechenden Teile am entgegengesetzten, nachlaufenden Ende 195" der beiden Tasthebel 194 sind von den Leitorganen 10 und 12 weggeschwenkt und, wie weiter unten dargelegt wird, unwirksam.
Die Verstellanordnung 188 umfasst eine in einem Gehäuse 210 drehbar gelagerte Gewindehülse 212, in welche gegenläufige, an Stangen 192 angebrachte Gewinde 214 mit gegenläufiger Steigung eingreifen. Mit der Gewindehülse 212 steht ein Elektromotor 218 über ein Schneckengetriebe 216 in Wirkungsverbindung.
Wie sich aus Fig. 8 ergibt und durch die Leiter 222 angedeutet ist, sind alle Abstandssensoren 196 einer Lenkvorrichtung 170 mit einer dieser ebenfalls zugehörigen Steuervorrichtung 230 verbunden.
Eine gemeinsame Umschaltvorrichtung 224, die zweipolige Ein/Aus-Schalter
226 und 228 umfasst, stellt dabei die Verbindung zur Steuervorrichtung 230 her, welche eine Stromversorgung aufweist (nicht dargestellt). Es sind jeweils die Abstandssensoren 196 der Enden 195' bzw. 195" der Tasthebel 194 über einen der beiden Schalter 226 bzw. 228 geführt, die mit der Steuervorrichtung 230, wie durch Leiter 232 bzw. 234 angedeutet, verbunden sind.
Ebenfalls mit der Steuervorrichtung 230 steht, durch den Leiter 236 angedeutet, der Elektromotor 218 der Verstellanordnung 188 in Verbindung. An die Steuervorrichtung 230 sind schliesslich zwei Ventilblöcke 240 und 242 über schematisch dargestellte Leiter 244 bzw. 246 angeschlossen. Dabei beherrscht der Ventilblock 240 das Zylinder-Kolbenaggregat 180 der Lenkvorrichtung 170, während der Ventilblock 242 seinerseits die beiden Zylinder-Kolbenaggregate 142 der zur entsprechenden Achse 124 bzw. 126 gehörenden Positionierungsvorrichtung 128 beherrscht. Beide Ventilblöcke können z.B. elektromagnetisch betätigbare Regelventile umfassen. Symbolisch für die gemeinsame Beaufschlagung der beiden Zylinder-Kolbenaggregate 142 bzw. des einen Zylinder- Kolbenaggregates 180 mit einem Druckmedium, sind an diese angeschlossene Leitungen 143 bzw. 181 angedeutet, die über die Ventilblöcke 240 bzw. 242 mit einer nicht dargestellten Quelle von hydraulischem Druckmedium verbunden sind.
Für den Fahrbetrieb sind folgende Einstellungen von Bedeutung:
Die Tastorgane 190 sind mit den bezüglich Fahrt in der Pfeilrichtung 102 vorlaufenden Abstandssensoren 196 an den Enden 195' der Tasthebel 194 lenkungswirksam. Einerseits sind diese für die berührungslose, elektromagnetische Abtastung der Leitorgane 10 bzw. 12 positioniert und andererseits gelangen deren Signale über deren Ein/Aüsschalter 226 zur Steuervorrichtung 230. Die Steuervorrichtung 230 ist in bekannter Weise in der Lage, dement- sprechende Lenksignale zu erzeugen und über den Ventilblock 240 am Zylinder-Kolbenaggregat 180 der Lenkvorrichtung 170 entsprechende Stellungen des Lenkstockes 176 und letzlich damit der Laufräder 122 herbeizuführen oder aufrechtzuerhalten.
Ebenfalls von der Fahrtrichtung abhängig ist der durch die Positionierungsvorrichtungen 128 allen Laufrädern 122 vermittelte Nachlauf. Aus den Fig. 5b und c sind die den Fahrtrichtungen entsprechenden Verschiebe-Stellungen des oberen Querlenkers 134 entlang der Achsstange 138 im Verhältnis zu der in Fahrzeuglängsrichtung festen Lage des unteren Querlenkers 132 ersichtlich. Dabei beziehen sich gestrichelte Projektionslinien 123 auf die Neutrallage des Laufrades 122 nach Fig. 5a bei senkrechtem Achsbolzen 150, die in Fig. 4 durch die Lage der Achse 151 dargestellt ist. Hingegen repräsentieren die Achslagen 151' und 151" die Stellungen des Achsschenkels 150 bei Positionen des Querlenkers 134 nach Fig. 5b bzw. 5c. Mit d1 ist in Fig. 4 das dem Nachlauf in den beiden Fahrtrichtungen entsprechende Mass der Versetzungen der Rad-Auflagefläche 122' angedeutet. Als Begrenzung für die insgesamt mögliche Versetzung wirkt der durch X (Fig. 5c) dargestellte maximale Verschiebeweg des Querlenkers 134 auf der Achsstange 138. Grundsätzlich wird der Nachlauf über die Zylinder-Kolbenaggregate 142 beider Laufräder einer Achse fahrtrichtungsabhängig erzeugt. Darüberhinaus kann durch die Steuervorrichtung 230 vermittels des Ventilblocks 242 eine Veränderung des Masses d1 innerhalb der gegebenen Begrenzung während der Fahrt und in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit erzeugt werden. Schliesslich hängt von der Fahrtrichtung die Spureinstellung so ab, dass sich an den angetriebenen Laufrädern 122 jeweils Vorspur e1 ergibt. Hierfür, wie auch für dessen Ausmass, das während der Fahrt ebenfalls verstellbar ist, ist die Winkellage der Stangenteile 174 bezüglich einer gedachten Verbindungsgeraden zwischen den Universalgelenken 161 verantwortlich. Gemeinsam mit der durch Einstellung auf Rad-Nachlauf erfolgenden Verschiebung der oberen Querlenker 134 vermittels der Positionierungsvorrichtung 128 verändert sich die Lage der Stangenteile 174 ebenfalls, wie auf der linken Seite von Fig. 6 durch die strichpunktierte Darstellung gezeigt. Die Positionierungvorrichtung 128 bestimmt somit die Radgeometrie, soweit diese einstellbar oder umstellbar ist, vollständig.
Alle der vorerwähnten, für den Fahrbetrieb wichtigen Einstellungen können über die Steuereinrichtung 230, zumindest zum Teil durch entsprechende Programmierung, vorgenommen werden. Während vorliegend die Steuervorrichtung 230 im Zusammenhang mit nur einer Radachse dargestellt und beschrieben ist, werden in Wirklichkeit sämtliche Radachsen mindestens eines Fahrzeuges durch eine gemeinsame Steuervorrichtung beherrscht.
Die Umstellung bei Fahrtrichtungswechsel wie auch die Verstellung im Fahrbetrieb, sowohl der Vorspur wie auch des Nachlaufes, erfolgt dabei, zumindest für die Laufräder 122 einer Radachse 124 bzw. 126, gemeinsam. Dabei kann die Umstellung von der Steuervorrichtung aus manuell oder automatisch erfolgen. Um jedenfalls die erwähnte Verstellung automatisch auszulösen, können der Steuervorrichtung 230 in grundsätzlich bekannter, nicht dargestellter Weise Tacho- und Lastwerte eingespiesen werden.
Im normalen Fahrbetrieb wird vermittels der in Fahrtrichtung vorlaufenden Abstandssensoren 198 der Lenkvorrichtungen 170 aller Radachsen der Verlauf der Fahrstrecke anhand des Verlaufes der Leitorgane 10 bzw. 12 berührungslos ermittelt. Veränderungen des Abstandes zwischen den Abstandssensoren und den Leitorganen 10 und 12 erzeugen der Grosse und dem Vorzeichen nach dieser Veränderung entsprechende Signale an der Steuervorrichtung 230. Dementsprechend erzeugt die Steuervorrichtung 230 Lenksignale, die über den
Ventilblock 240 zu einer von dem Zylinder-Kolbenaggregat 180 verursachten entsprechenden Verstellung des Lenkstockes 176 und damit über die Spurstange 172 zu einer Lenkbewegung an den Laufrädern 122 entsprechend dem durch die Abstandsveränderung ermittelten Verlauf der Fahrstrecke. Das Fahrzeug 100 wird dementsprechend über den ganzen Verlauf der Fahrstrecke an allen Radachsen aktiv gelenkt.
Das Fahrzeug wird beim Befahren einer Kurve unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft relativ zum Verlauf der Strecke, wie diese durch die Leitorgane 10 und 12 representiert ist, tendenziell nach der Kurvenaussenseite versetzt. Diesem auf ein Schieben der Laufräder auf der Fahrbahn zurückzuführenden Verhalten wirkt die aktive Lenkung entgegen. Die Versetzung des Fahrzeuges bezüglich der Leitorgane erzeugt vermittels der Lenkorgane 190 ein verändertes Eingangssignal, das zu einer Vergrösserung des Radeinschlages an den Laufrädern im Verhältnis zum tatsächlichen Kurvenradius führt. Mithin wird das Schieben der Laufräder kompensiert und die Kurve auf einem jeweils ange- passten Radius durchfahren.
Die Lenkvorrichtung 170 weist eine Notlaufausgestaltung auf, die automatisch wirksam wird, wenn die Lenkung der Laufräder 122 über die Lenkvorrichtung bzw. über das Zylinder-Kolbenaggregat 180 ausfällt. Die Änderungen im Verlauf der Fahrstrecke können durch die Tastrollen 198 der Tastorgane 190 im Zusammenwirken mit den als Schienen ausgebildeten Leitorganen 10 und 12 erfasst werden. Entsprechende Auslenkungen der Tasthebel 194 werden über die Stangen 194 sowie die Verstellanordnung 188 auf den Lenkstock 176 übertragen. Die Notlaufausgestaltung ist in der Lage, die für die Lenkung der Laufräder 122 notwendigen Lenkkräfte aufzubringen. Eine nicht dargestellte Failsafeeinrichtung kann bewirken, dass das Zylinder-Kolbenaggregat 180 drucklos wird und dass durch Verdrehen der Gewindehülse 212 der Verstell- anordnung 188 die beiden Tastorgane 190 die Tastrollen 198 der vorlaufenden Seite 195' in Berührung mit den Leitorganen 10 bzw. 12 bringen. Dank dem grundsätzlich eigenstabilen Lenkverhalten des Fahrzeuges ist es damit möglich, dass Fahrzeug, wenn auch mit reduzierter Geschwindigkeit, z.B. zu einer Station zu bewegen und die Strecke für weitere Fahrzeuge freizumachen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Zylinder-Kolbenaggregate 142 und 180 mit einem hydraulischen Druckmedium betätigt werden. Jedoch lässt sich statt dessen eine pneumatische Betätigung vorsehen. Ebenso wäre denkbar, diese Aggregate durch elektrische Stellmotoren zu ersetzen, so dass auf ein Druckmedium überhaupt verzichtet werden könnte.
Es bleibt nachzutragen, dass bei einer berührungsfreien Abtastung anstelle einer elektromagnetischen auch andere Abtastungen eingesetzt werden können. Beispielsweise kann eine Abtastung mittels entsprechenden Ultraschall-Sensoren vorgesehen sein, um die notwendigen Lenkeingangssignale für die Steuervorrichtung 230 zu erzeugen. Die Abtastung kann jedoch ebenfalls auf ausschliesslich mechanische Weise, d.h. nicht berührungsfrei, erfolgen, wobei eine Anordnung mit Tastrollen und als Leitorgane dienenden Schienen zweckmässig ist. Ein solcher Anwendungsfall kommt insbesondere für Transportsysteme mit Fahrgeschwindigkeiten 50 - 60 km/h nicht überschreitend in Betracht. Es kann anstelle einer mechanischen Hebelübertragung der Lenkvorrichtung 170 eine hydraulische, pneumatische oder elektrische Kraftübertragung auf die Spurstangen der Laufräderpaare vorgesehen sein.
Im dargestellen Ausführungsbeispiel sind die Laufräder innerhalb der Achsstangen und Querlenker in einander zugekehrter Lage abgestützt, was zu einer vorteilhaften relativ schmalen Spur führt bzw. ein schmales und elegantes Tragwerk zulässt. Es ist bei entsprechender Lage der Fahrbahnen jedoch alternativ eine Anordnung der Laufräder ausserhalb dieser Teile in einander abgekehrter Lage möglich. Bei einer solchen alternativen Anordnung sind die Laufräder nach aussen gerichtet und der benachbarten Verkleidungsschürze 116 zugekehrt. Im Betrieb ist ein Antrieb alier Laufräder 122 nicht immer notwendig. Vielmehr können beispielweise nur die Laufräder der einen der beiden Radachsen 124 bwz. 126 angetrieben werden. Gegebenenfalls kann die Steuervorrichtung einer solchen Betriebsweise zur Anpassung der Vorspureinstellung der nicht angetriebenen Laufräder automatisch Rechnung tragen. Bei Anwendungen mit geringerem Leistungsbedarf eines erfindungsgemässen Fahrzeuges bzw. bei entsprechendem, insbesondere steigungsfreiem Fahrstrecken-Verlauf kann auch nur ein Teil der Laufräder antreibbar ausgestaltet sein.
Anstelle einer Lenkvorrichtung für jede Radachse 124 bzw. 126 kann eine einzige Lenkvorrichtung je Fahrzeug auch nur jeweils der vorderen Radachse desselben zugeordnet sein. Durch geeignete Übertragungsmittel können dann die Lenkbewegungen des Lenkstockes der vorderen Radachse an jenem der hinteren Lenkachse abgebildet werden.
Insbesondere dort, wo die Fahrstrecke grössere Kurvenradien aufweist, ist ebenfalls denkbar, am Fahrzeug jeweils nur die vordere als gelenkte Radachse vorzusehen. Sowohl in diesem Fall, wie auch im Fall einer einzigen Lenkvorrichtung kann auf eine verstellbare Radgeometrie, jedenfalls für die Laufräder der ungelenkten Radachse, vezichtet werden. In beiden Fällen erübrigt sich eine Umstellbarkeit der Radgeometrie, soweit vorhanden, ohnehin, da aus Gründen der Lenkung nur eine einzige Fahrtrichtung zur Verfügung steht.
Anstelle einer Einzelrad-Aufhängung der Laufräder kommt auch eine gemeinsame Aufhängung an einer sogenannten starren Achse in Betracht. Das erfindungsgemässe Fahrzeug lässt sich auch bei einer Hängebahn einsetzen. Selbstverständlich lassen sich erfindungsgemässe Fahrzeuge auch einzeln betreiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Einschienen-Fahrzeug, mit mehrere Radachsen (124, 126) bildende Paare von Laufrädern, die an einem Fahrzeug kästen (106) abgestützt und mindestens zum Teil einzeln angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (122) über Achsbolzen (150) lenkbar abgestützt sind und dass eine, am Fahrzeugkasten vorgesehene Lenkvorrichtung (170), welche zum in Fahrtrichtung vorlaufenden Zusammenwirken mit einem stationären Leitorgan (10, 12) bestimmt ist, die Achsbolzen der Laufräder mindestens der vorderen Radachse gelenkig miteinander verbinden, welche eine der Fahrtrichtung entprechende Einstellung der Radgeometrie bezüglich Nachlauf aufweisen.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- Stellung der Radgeometrie der Laufräder (122) Nachlauf und Vorspur umfasst und fahrtrichtungsabhängig, vorzugsweise gemeinsam, für jedes einer gelenkten Radachse (124, 126) angehörende Paar umstellbar ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radgeometrie für jedes einer gelenkten Radachse (124, 126) angehörende Paar von Laufrädern (122) bezüglich Nachlauf (d1) und Vorspur (e1) im Fahrbetrieb gemeinsam verstellbar ist.
4. Fahrzeug nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Nachlauf (d1) und Vorspur (e1) jedes Laufrades (122) gemeinsam fahrtrichtungsabhängig umstellbar und im Fahrbetrieb gemeinsam verstellbar sind.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Nachlauf (d1) und Vorspur (e1) im Fahrbetrieb geschwindigkeits- und/oder lastabhängig vermittles einer gemeinsamen Positionierungsvorrichtung (128) verstellbar sind.
6. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass jede Lenkvorrichtung (170) eine Spurstange (172) aufweist, die Achsbolzen (150) der Laufräder (122) einer Radachse (124, 126) untereinander und mit einem am Fahrzeugkasten (104) angelenkten Lenkstock (176) verbindet, an welchem ein Tastorgan (190) zum Zusammenwirken mit dem Leitorgan (10, 12) angeschlossen ist.
7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lenkvorrichtung (170) ein Paar von Tastorganen (190) aufweist, die von gelenkig am Fahrzeugkasten (104) gelagerten Tasthebel (194) gebildet sind, welche in Fahrtrichtung vor der Radachse (124, 126) je eine Tast- rolle (198) tragen, die einem als Schiene ausgebildeten Leitorgan (10, 12) zugeordnet ist, wobei beide Tasthebel mit dem Lenkstock (176) kraftschlüssig verbunden sind.
8. Fahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsbolzen (150) jedes Laufrades (122) an zwei Querlenkern (132, 134) gelagert ist, von denen der eine in Längsrichtung des Fahrzeuges (100) am Fahrzeugkasten (104) verschiebbar vorgesehen ist und dass die Spurstange (172) für jedes Laufrad einen Stangenteil (174) umfasst, der einzeln gelenkig mit dem Lenkstock (176) und mit einem am Achsbolzen vorgesehenen Lenkhebel (160) verbunden ist.
9. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem verschiebbaren Querlenker (134) eine Positionierungsvorrichtung verbunden ist, um dessen Stellung sowie die wirksame Länge der Spurstange (172) zur Beeinflussung der Radgeometrie des entsprechenden Laufrades (122) zu verändern.
10. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Tastorgan (190) einen in Fahrtrichtung berührungslos wirkenden Abstandssensor (196) umfasst, der mit einer signalverarbeitenden Steuervorrichtung (230) verbunden ist, die mit einem am Lenkstock (176) angreifenden, hydraulisch betriebenen Zylinder- Kolbenaggregat (180) zur Radlenkung in Wirkverbindung steht.
11. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (122) jeder Radachse (124, 126) in einander zugekehrter Lage abgestützt sind.
12. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Radachsen (124, 126) vorzugsweise mittels einer eigenen Lenkvorrichtung (170) gelenkt sind.
13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Radachse von der Lenkvorrichtung der vorderen Radachse gelenkt ist.
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